KR20210100152A - 신경 활동 조절을 위한 장치 네트워크 - Google Patents

신경 활동 조절을 위한 장치 네트워크 Download PDF

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KR20210100152A
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implantable
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호세 엠. 카르메나
미셸 엠. 마하비즈
라이언 닐리
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아이오타 바이오사이언시즈 인코퍼레이티드
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Abstract

피험자의 신경 활동을 조절하도록 구성된 2개 이상의 이식형 장치를 포함하는 이식형 장치 네트워크가 여기에 설명된다. 네트워크는 전기 생리학적 신호 또는 생리학적 상태와 같은 검출 신호를 검출할 수 있는 적어도 하나의 이식형 장치를 포함한다. 상기 네트워크는 또한 적어도 상기 검출 신호와 관련된 정보에 기초하여 전기 펄스를 방출하도록 구성된 제2 이식형 장치를 포함한다. 상기 네트워크의 이식형 장치는 직접 또는 중간 장치를 통해 서로 간에 무선으로 통신할 수 있다.

Description

신경 활동 조절을 위한 장치 네트워크
(관련 출원에 대한 상호 참조)
본 출원은 2018년 12월 6일에 출원된 미국 가출원 번호 62/776,351의 우선권을 주장하며, 이는 모든 목적을 위해 그 전체가 본원에 참고로 포함된다.
(기술 분야)
본 발명은 이식형 신경 조절 장치 네트워크 및 이러한 네트워크를 사용하는 방법에 관한 것이다.
개인의 말초 신경계는 중요한 기관의 활동과 생리학적 항상성을 엄격하게 제어하며 작동한다. 예를 들어, 신경을 통해 전달되는 전기 펄스는 심박수, 염증, 방광 또는 장 조절을 변경할 수 있다. 이러한 신경 신호가 표적 기관을 과도하게 자극하거나 과소 자극하여 신체를 적절하게 제어하지 못할 때 특정 의학적 상태가 발생할 수 있다.
말초 신경계의 전기 신호를 조절하여 비정상적인 생리 활동을 치료하기 위한 침습적 방법이 개발되었다. 이러한 방법은 전극의 팁이 표적 신경과 접촉하는 상태에서 환자의 신체에 전극을 이식하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 전극은 일반적으로 외부 장치 또는 부피가 큰 이식 장치에 부착되는 긴 리드를 가지고 있어, 환자가 전극의 감염 또는 변위의 상당한 위험에 노출된다. 또한, 많은 방법이 침습적이기 때문에 특정 치료는 임상 설정으로 제한되며 가정 치료로 사용할 수 없다. 덜 침습적인 치료를 위해 완전히 이식형 장치가 개발되었지만 이러한 장치는 너무 커서 신체의 여러 위치에 배치할 수 없다. 따라서 이식된 장치는 긴 리드를 사용해야하므로 변위되거나 파손될 수 있다.
치료 목적을 위한 표적 신경의 엄격하게 제어된 신경 조절은 피험자의 생리학적 상태 또는 생리학적 신호의 체계적인 평가에 의존한다. 신체의 다른 곳에서 특정 전기 생리학적 전달 또는 생리학적 상태(예를 들어, 온도 또는 분석물 농도)는 원하는 치료 효과를 얻기 위해 표적 신경을 자극하는지 여부 또는 그 방법을 알려줄 수 있다. 환자 내의 다른 생리학적 활동을 설명하는 치료 효과를 얻기 위해 신경계를 효과적으로 자극할 수 있는 시스템이 계속해서 필요하다.
본 명세서에 언급된 모든 간행물, 특허 및 특허 출원의 개시 내용은 각각 그 전체가 참고로 포함된다. 참조로 포함된 모든 참조가 본 개시와 상충되는 한, 본 개시가 우선한다.
이식형 장치 네트워크 및 이러한 이식형 장치 네트워크를 사용하여 신경 활동을 조절하는 방법이 여기에 설명되어 있다.
일부 실시 예에서, 이식형 장치 네트워크를 사용하여 신경 활동을 조절하는 방법은: (a) 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서, 기록된 신경 또는 하나 이상의 생리학적 상태에 의해 전송되는 하나 이상의 전기 생리학적 신호를 포함하는 검출 신호를 검출하는 단계; (b) 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 검출 신호와 관련된 정보를 무선으로 전송하는 단계; (c) 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서, 상기 검출 신호와 관련된 정보를 무선으로 수신하는 단계; 및 (d) 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 검출 신호에 관련된 적어도 수신된 정보에 기초하여 하나 이상의 표적 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계;를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 방법은 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에서, 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 방법은 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 방출된 상기 하나 이상의 전기 펄스의 하나 이상의 펄스 특성을 판정하는 단계를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 방법은 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 관련된 정보를 무선으로 전송하는 단계; 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 정보를 무선으로 수신하는 단계; 및 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 적어도 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 관련된 상기 정보에 기초하여 하나 이상의 추가 표적 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계;를 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 방법은 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에서, 상기 하나 이상의 추가 표적 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출하는 단계를 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 하나 이상의 추가 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태를 업데이트하는 것을 포함한다.
방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 전송되는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 상기 정보는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 포함한다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 전송되는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 상기 정보는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태와 관련된 정보를 포함한다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 전송되는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 상기 정보는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출되는 상기 하나 이상의 전기 펄스에 관련된 정보를 포함한다.
방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 피드포워드 신경망 프로세스를 구현하는 단계를 포함한다. 방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태를 업데이트하는 단계를 포함한다.
방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 것은 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호에 추가로 기초한다. 방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부에 대한 판정은 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 이식형 장치에 의해 이루어진다. 방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부에 대한 판정은 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 이식형 장치에 의해 이루어진다.
일부 실시 예에서, 상기 방법은 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로 직접 전송하는 단계를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 방법은 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 중간 장치를 통해 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로 전송하는 단계를 포함한다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부의 판정은 상기 하나 이상의 중간 장치에 의해 이루어진다.
방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트는 2개 이상의 이식형 장치를 포함한다. 방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트는 2개 이상의 이식형 장치를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 방법은 상기 검출 신호와 관련된 적어도 수신된 상기 정보에 기초하여 자극 신호를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 자극 신호는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출된 상기 하나 이상의 전기 펄스를 구동한다.
방법의 일부 실시 양태에서, 상기 검출 신호는 상기 하나 이상의 생리학적 상태를 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 하나 이상의 생리학적 상태는 온도, 호흡 수, 균주(strain), 압력, pH, 분석물의 존재 또는 분석물 농도를 포함한다. 방법의 일부 실시 예에서, 상기 검출 신호는 상기 하나 이상의 전기 생리학적 신호를 포함한다.
방법의 일부 실시 예에서, 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보는: 상기 전기 생리학적 신호 또는 생리학적 상태의 타임스탬프; 또는 전기 생리학적 신호 내의 방향, 속도, 주파수, 진폭, 또는 복합 활동 전위의 파형 또는 그 일부를 포함한다.
방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치 중 하나는 제1 신경 유전자좌(nerve locus)로부터 상기 전기 생리학적 신호를 검출하고; 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치 중 하나는 제2 신경 유전자좌의 신경 활동을 조절하도록 구성된 전기 펄스를 방출하며, 여기서 상기 제1 신경 유전자좌 및 제2 신경 유전자좌는 동일한 신경 또는 상이한 신경 상의 서로 다른 위치에 있다. 일부 실시 예에서, 상기 제1 신경 유전자좌 및 제2 신경 유전자좌는 신경 네트워크를 통해 연결된 상이한 신경이다. 일부 실시 예에서, 상기 제1 신경 유전자좌 및 제2 신경 유전자좌는 동일한 신경이다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치 중 하나에 의해 검출된 상기 전기 생리학적 신호는 상기 제1 신경 유전자좌 내의 신경 섬유의 서브 세트에 의해 전송된다. 일부 실시 예에서, 상기 신경 섬유의 서브 세트는 상기 제1 신경 유전자좌 내에 하나 이상의 근막(fascicle)을 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 신경 섬유의 서브 세트는 하나 이상의 구심성(afferent) 신경 섬유를 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 신경 섬유의 서브 세트는 하나 이상의 원심성(efferent) 신경 섬유를 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 신경 섬유의 서브 세트는 상기 신경 내의 상이한 근막에서 2개 이상의 신경 섬유를 포함한다.
방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터의 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 무선으로 송신하는 단계는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 인코딩하는 초음파를 능동적으로 전송하는 단계를 포함한다.
방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터의 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 무선으로 전송하는 단계는: 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에서 초음파를 수신하는 단계; 및 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터의 상기 초음파를 후방 산란(backscattering)시키는 단계;를 포함하고, 후방 산란된 초음파는 상기 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩한다.
방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에서 수신된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 수신된 초음파로 인코딩된다. 방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 무선으로 송신하는 단계는: 중간 장치에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 능동적으로 전송되거나 후방산란되는 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 인코딩하는 상기 초음파를 수신하는 단계; 상기 중간 장치로부터, 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 인코딩하는 추가 초음파를 능동적으로 전송하는 단계; 및 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에서, 상기 중간 장치로부터 능동적으로 전송된 상기 추가 초음파를 수신하는 단계;를 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 중간 장치는 외부 장치이다.
방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치 또는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치는 전력 공급 초음파를 사용하여 전력을 공급받는다. 일부 실시 예에서, 상기 전력 공급 초음파는 상기 중간 장치에 의해 전송된다.
방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출된 상기 전기 펄스는 상기 표적 신경 내의 신경 섬유의 표적화된 서브 세트로 방출된다. 일부 실시 예에서, 상기 신경 섬유의 표적화된 서브 세트는 상기 제1 신경 내에 하나 이상의 근막을 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 신경 섬유의 표적화된 서브 세트는 하나 이상의 구심성 신경 섬유를 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 신경 섬유의 표적화된 서브 세트는 하나 이상의 원심성 신경 섬유를 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 신경 섬유의 표적화된 서브 세트는 상기 표적 신경 내의 상이한 근막에 2개 이상의 신경 섬유를 포함한다.
방법의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치는 상기 표적 신경을 포함하는 섬유 조직으로 상기 전기 펄스를 방출한다.
방법의 일부 실시 예에서, 상기 표적 신경은 미주 신경(vagus nerve), 척수, 비장 신경, 장간막 신경, 좌골 신경, 경골 신경, 복강 신경절, 천골 신경, 신장 신경, 후두 신경 또는 부신 신경이다. 방법의 일부 실시 예에서, 상기 표적 신경은 말초 신경이다.
방법의 일부 실시 예에서, 상기 기록 신경은 미주 신경, 척수, 비장 신경, 장간막 신경, 좌골 신경, 경골 신경, 복강 신경절, 천골 신경, 신장 신경, 후두 신경 또는 부신 신경이다. 일부 실시 예에서, 기록된 신경은 말초 신경이다.
또한, 표적 신경의 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크가 여기에 기술되고, 상기 장치 네트워크는: (a) 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로서, 신경 또는 생리학적 상태에 의해 전송된 전기 생리학적 신호를 구비하는 검출 신호를 검출하기 위한 센서, 초음파를 능동적으로 전송 또는 후방산란하도록 구성된 초음파 변환기로서, 상기 검출 신호에 관련된 정보를 초음파가 인코딩하는 상기 초음파 변환기, 및 상기 센서와 상기 초음파 변환기에 전기적으로 결합되는 제어 회로를 포함하는 상기 하나 이상의 이식형 장치; 및 (b) 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로서, 목표 신경에 전기 펄스를 방출하도록 구성된 복수의 전극, 상기 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 초음파를 수신하도록 구성된 초음파 변환기, 및 상기 초음파로부터 상기 검출 신호와 관련된 정보를 추출하고, 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보에 기초하여 상기 전기 펄스를 방출하도록 상기 복수의 전극을 동작시키도록 구성된 제어 회로를 포함하는 상기 하나 이상의 이식형 장치;를 포함하고, 여기서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치 및 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 정보를 무선으로 전송하도록 구성된다.
상기 장치 네트워크의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치 및 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로 정보를 무선으로 전송하도록 구성된다.
일부 실시 예에서, 상기 장치 네트워크는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 2개 이상의 이식형 장치를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 장치 네트워크는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 2개 이상의 이식형 장치를 포함한다.
상기 장치 네트워크의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트 또는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제어 회로는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 수신된 정보에 적어도 기초하여 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트 또는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제어 회로는 상기 하나 이상의 전기 펄스의 하나 이상의 펄스 특성을 선택하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 것은 상기 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태를 업데이트하는 것을 포함한다.
상기 장치 네트워크의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치는 신경 또는 생리학적 상태에 의해 전송되는 전기 생리학적 신호를 검출하기 위한 센서를 더 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 장치 네트워크는 초음파 변환기를 포함하는 하나 이상의 중간 장치를 더 포함하고, 여기서 상기 하나 이상의 중간 장치는: 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터의 정보를 초음파를 통해 무선으로 수신하고, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로 초음파를 통해 정보를 무선으로 전송;하도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 상기 하나 이상의 중간 장치는: 이식형 장치들 중 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터의 상기 정보를 초음파를 통해 무선으로 수신하고, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로 상기 정보를 초음파를 통해 무선으로 전송;하도록 더 구성된다, 일부 실시 예에서, 상기 하나 이상의 중간 장치는: 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 초음파를 능동적으로 전송하고; 센서에 의해 검출된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 인코딩하는 후방 산란된 초음파를 수신하고; 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 인코딩하는 초음파를 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로 능동적으로 송신;하도록 구성된다.
상기 장치 네트워크의 일부 실시 예에서, 상기 중간 장치는: 상기 중간 장치에 의해 수신된 상기 초음파로부터 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 추출하고, 하나 이상의 전기 펄스가 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 수신된 정보에 적어도 기초하여 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 방출되어야 하는지 여부를 판정;하도록 구성된 제어 회로를 포함하고; 여기서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로 상기 중간 장치로부터 전송된 상기 초음파에서 인코딩된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보는 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출하기 위한 명령을 포함하고, 여기서 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제어 회로는 상기 명령에 기초하여 상기 전기 펄스를 방출하도록 상기 복수의 전극을 작동시키도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출하기 위한 명령은 상기 하나 이상의 전기 펄스의 상기 하나 이상의 펄스 특성에 대한 명령을 포함한다.
상기 장치 네트워크의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제어 회로는 하나 이상의 전기 펄스가 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 센서에 의해 검출된 상기 검출 신호에 적어도 기초하여 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 방출되어야하는지 여부를 판정하도록 구성되고; 여기서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 초음파 변환기에 의해 능동적으로 전송되거나 후방산란된 상기 초음파에서 인코딩된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보는 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출하기 위한 명령을 포함하고; 여기서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제어 회로는 상기 명령에 기초하여 상기 전기 펄스를 방출하도록 상기 복수의 전극을 동작시키도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출하기 위한 명령은 상기 하나 이상의 전기 펄스의 하나 이상의 펄스 특성에 대한 명령을 포함한다.
상기 장치 네트워크의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제어 회로는 하나 이상의 전기 펄스가 적어도 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보에 기초하여 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 방출되어야 하는지 여부를 판정하고, 상기 판정에 기초하여 상기 전기 펄스를 방출하도록 상기 복수의 전극을 동작시키도록 구성된다. 일부 실시 예에서, 상기 제어 회로는 상기 하나 이상의 전기 펄스의 하나 이상의 펄스 특성을 선택하도록 추가로 구성된다.
상기 장치 네트워크의 일부 실시 예에서, 상기 센서는 상기 전기 생리학적 신호를 검출하도록 구성된 복수의 전극을 포함한다. 일부 실시 예에서, 상기 센서는 생리학적 상태를 검출하도록 구성된다. 일부 실시 양태에서, 상기 생리학적 상태는 온도, 호흡 수, 균주, 압력, pH, 분석물의 존재 또는 분석물 농도이다.
상기 장치 네트워크의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치는 상기 생리학적 상태를 검출하도록 구성된 제1 센서, 및 상기 전기 생리학적 신호를 검출하도록 구성된 복수의 전극을 포함하는 제2 센서를 포함한다.
상기 장치 네트워크의 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 초음파 변환기 또는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 초음파 변환기는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 전력을 공급하는 초음파를 수신하도록 구성된다.
도 1a는 제2 이식형 장치와 직접 통신하는 제1 이식형 장치를 갖는 예시적인 네트워크를 도시한다. 정보 흐름은 단방향 또는 양방향일 수 있다.
도 1b는 순환 신경망을 통한 양방향 통신으로 제2 이식형 장치와 무선으로 통신하는 제1 이식형 장치를 갖는 네트워크의 예를 도시한다.
도 2a는 제1 이식형 장치, 중간 장치(이식되거나 또는 외부에 있을 수 있음) 및 제2 이식형 장치를 포함하는 이식형 장치 네트워크의 실시 예를 도시한다. 제1 장치는 정보를 제2 장치에 무선으로 통신하는 중간 장치에 정보를 무선으로 통신한다.
도 2b는 제1 이식형 장치, 중간 장치(외부 또는 이식형일 수 있음) 및 제2 이식형 장치를 포함하는 이식형 장치 네트워크의 실시 예를 도시한다. 제1 장치는 정보를 제2 장치에 무선으로 통신하는 중간 장치에 정보를 무선으로 통신한다. 그런 다음, 제2 장치는 선택적으로 제1 장치에 무선으로 전송되는 추가 정보로 중간 장치에 무선으로 응답할 수 있다.
도 2c는 제1 이식형 장치, 중간 장치(외부 또는 이식형일 수 있음) 및 제2 이식형 장치를 포함하는 순환 신경망에 따라 구성된 장치 네트워크를 도시한다. 제1 장치는 정보를 제2 장치에 무선으로 통신하는 중간 장치에 정보를 무선으로 통신한다. 그런 다음, 제2 장치는 제1 장치에 무선으로 전송되는 추가 정보로 중간 장치에 무선으로 응답할 수 있다.
도 3a는 선택적으로 하나 이상의 원래 이식형 장치로 정보를 다시 보낼 수 있는 다른 이식형 장치에 그 각각이 정보를 무선으로 통신하는 2개 이상의 이식형 장치를 갖는 네트워크를 도시한다.
도 3b는 양방향 통신을 통해 무선으로 통신하도록 구성된 이식형 장치의 제1 세트 및 이식형 장치의 제2 세트를 포함하는 순환 신경망에 따라 구성된 장치 네트워크를 도시한다.
도 4a는 2개 이상의 이식형 장치, 중간 장치 및 다른 이식형 장치의 세트를 갖는 장치 네트워크를 도시한다. 이식형 장치 세트는 정보를 다른 이식형 장치와 무선으로 통신하는 중간 장치에 정보를 무선으로 통신한다.
도 4b는 이식형 장치의 제1 세트, 중간 장치 및 이식형 장치의 제2 세트를 포함하는 순환 신경망에 따라 구성된 장치 네트워크를 보여주고(추가 이식형 장치를 포함할 수 있지만 도시된 바와 같이 단일 이식 장치를 포함함), 이는 양방향 통신을 통해 무선으로 통신하도록 구성된다.
도 5a는 2개 이상의 이식형 장치의 제1 세트 및 2개 이상의 이식형 장치의 제2 세트를 갖는 장치 네트워크를 도시한다. 제1 세트에 있는 이식형 장치는 제2 세트에 있는 이식형 장치에 정보를 무선으로 통신한다. 선택적으로, 제2 세트의 이식형 장치 중 하나 이상은 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 추가 정보를 무선으로 통신한다.
도 5b는 양방향 통신을 통해 무선으로 통신하도록 구성된 이식형 장치의 제1 세트 및 이식형 장치의 제2 세트를 포함하는 순환 신경망에 따라 구성된 장치 네트워크를 도시한다.
도 6a는 2개 이상의 이식형 장치의 제1 세트, 중간 장치, 및 2개 이상의 이식형 장치의 제2 세트를 갖는 장치 네트워크를 도시한다. 이식형 장치의 제1 세트는 정보를 이식형 장치의 제2 세트에 무선으로 통신하는 중간 장치에 정보를 무선으로 통신한다.
도 6b는 양방향 통신을 사용하여 중간 장치를 통해 무선으로 통신하도록 구성된 이식형 장치의 제1 세트 및 이식형 장치의 제2 세트를 포함하는 순환 신경망에 따라 구성된 장치 네트워크를 도시한다.
도 7은 초음파 변환기, 배터리 및/또는 전력 회로, 변조 회로, 제어 회로, 검출 및/또는 자극 회로, 및 비휘발성 메모리를 포함할 수 있는 본원에 설명된 이식형 장치를 위한 예시적인 신체의 개략도를 도시한다.
도 8은 초음파를 통해 제1 세트로부터의 하나 이상의 이식형 장치 및/또는 제2 세트로부터의 하나 이상의 이식형 장치와 무선으로 통신할 수 있는 예시적인 중간 장치의 개략도를 도시한다. 중간 장치는 초음파를 능동적으로 전송하고, 이식형 장치(들)는 초음파를 후방 산란시키고 정보를 초음파 후방 산란파로 인코딩할 수 있다.
도 9a는 초음파를 통해 제2 이식형 장치와 무선 통신하는 제1 이식형 장치를 도시한다.
도 9b는 초음파를 통해 중간 장치와 무선 통신하는 이식형 장치를 도시한다.
도 10은 단일 성분 또는 다중 성분 검출 신호에 기초하여 전기 펄스를 방출하기 위한 예시적인 프로세스를 도시한다. 검출 신호(D)는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 획득된 트리거 신호(T)를 생성하기 위해 분석된다. 이식형 장치는 트리거 신호를 사용하여 자극 신호(S)를 획득할 수 있으며, 이는 자극 신호를 작동하여 표적 신경에 전기 펄스(P)를 방출하고, 그에 의해 표적 신경의 신경 활동을 조절한다.
신경 활동을 조절하기 위한 이식형 장치 및 이식형 장치의 네트워크가 여기에 설명되어 있다. 신경 활동을 조절하기 위해 이러한 이식형 장치 및 이식형 장치의 네트워크를 사용하는 방법이 추가로 설명된다. 이식형 장치의 네트워크는 검출 신호(예를 들어, 하나 이상의 전기 생리학적 신호 및/또는 하나 이상의 생리학적 상태)를 검출하는 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트 및 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트를 포함하고, 이는 검출 신호와 관련된 정보에 기초하여 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 네트워크의 일부 실시 예에서, 제2 세트의 이식형 장치 중 하나 이상은 모두 검출 신호를 검출하도록 구성될 수 있으며, 검출 신호와 관련된 정보는 별도의 이식형 장치로 전송되고 제2 검출 신호에 관련된 정보를 수신하고, 제2 검출 신호와 관련된 정보에 기초하여 전기 펄스를 방출한다. 검출 신호 및/또는 이식형 장치의 제2 세트에 의해 방출된 전기 펄스와 관련된 정보는 선택적으로 중간 장치 또는 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로 무선으로 다시 전송될 수 있다. 정보가 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 수신되면, 제1 세트에 있는 이식형 장치는 이 추가 정보에 기초하여 또 다른 전기 펄스를 방출할 수 있다. 네트워크는 피험자에서 하나 이상의 신경에 의해 신경 활동을 조절하기 위해 계속 작동할 수 있다.
이식형 장치는 피험자 전체의 상이한 위치들에 이식될 수 있다. 검출 신호와 관련된 정보를 상이한 이식형 장치로 전송하고 그 정보에 기초하여 전기 펄스를 방출함으로써, 전기 펄스를 사용하여 하나 이상의 상이한 위치에서 검출된 적어도 정보(예를 들어, 검출 신호)를 기반으로 하여 위치에서 신경 활동을 조절할 수 있다. 이 네트워크는 특정 신경에 의한 신경 활동의 조절이 전신 또는 원위 효과를 가질 수 있고 전신 또는 원위 상태가 원하는 효과를 얻기 위해 신경이 조절되어야 하는 방법에 영향을 미칠 수 있기 때문에 특히 유용하다.
여기에 설명된 네트워크는 피드포워드 신경망 구성 또는 순환 신경망 구성(예를 들어, 홉 필드 네트워크)에서 동작할 수 있다. 피드 포워드 신경망에서, 이식형 장치의 제1 세트에 기초한 정보(예를 들어, 검출 신호)는 적어도 검출 신호와 관련된 정보에 기초하여 신경 활동을 변조하도록 구성된 전기 펄스를 방출하는 이식형 장치의 제2 세트로(직접적으로 또는 간접적으로, 예를 들어 하나 이상의 중간 장치를 통해) 전송된다. 이식형 장치의 제2 세트는 전기 펄스를 방출하는 데 사용되는 정보, 예를 들어 추가 검출 신호(제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출될 수 있음)와 관련된 정보 또는 하나 이상의 이전에 방출된 전기 펄스(제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출되었을 수 있음)에 관련된 정보를 추가로 보충할 수 있다. 예를 들어, 피드포워드 구성에서 이식형 장치(예를 들어, "출력" 이식형 장치)는 별도의 이식형 장치(예를 들어, "입력" 이식형 장치)에 의해 검출된 정보 및 동일한 이식형 장치("출력" 이식형 장치)에 의해 선택적으로 검출된 정보를 기반으로 전기 펄스를 방출할 수 있다.
순환 신경망(예를 들어, 홉 필드 네트워크)에 구성된 네트워크는 2세트의 이식형 장치 사이의 양방향 정보 전송을 포함한다. 제1 세트의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보는 제2 세트의 이식형 장치에 무선으로(직접 또는 간접적으로) 전송된다. 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치는 제1 세트의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보에 기초하여 전기 펄스를 방출할 수 있다(그러나 반드시 그럴 필요는 없다). 제2 세트의 이식형 장치 중 적어도 하나는 제2 세트의 적어도 하나의 이식형 장치로부터 제1 세트의 하나 이상의 이식형 장치로 추가 정보를 무선으로 전송할 수 있고(직간접적으로), 하나 이상의 이식형 장치는 수신된 추가 정보에 기초하여 전기 펄스를 방출할 수 있다(반드시 필요하지 않음). 이러한 추가 정보는 제2 세트의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호, 또는 트리거 신호 또는 방출된 전기 펄스와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 이식형 장치는 수신된 정보를 기반으로 업데이트되는 동적 상태를 포함할 수 있다. 따라서, 이식형 장치의 제1 세트의 상태는 이식형 장치의 제2 세트로부터 수신된 정보에 기초하여 업데이트될 수 있고, 이식형 장치에 의해 검출되거나 제1 세트에 있는 하나 이상의 다른 이식형 장치로부터 수신된 정보에 기초하여 업데이트될 수도 있다. 업데이트된 동적 상태에 기초하여, 이식형 장치는 신경의 신경 활동을 조절하는 전기 펄스를 방출할 수 있다. 네트워크의 다른 이식형 장치(즉, 제1 세트 및/또는 제2 세트의 이식형 장치)가 업데이트될 수 있고, 업데이트된 상태에 기초하여 전기 펄스가 방출될 수 있다.
네트워크 내의 2개 이상의 이식형 장치는 검출 신호와 관련된 정보를 무선으로 송수신할 수 있다. 정보는 제1 세트의 하나 이상의 이식형 장치로부터 제2 세트의 하나 이상의 이식형 장치로 직접 통신될 수 있거나, 정보는 이식되거나 외부에 있을 수 있는 하나 이상의 중간 장치를 통해 통신될 수 있다. 하나 이상의 중간 장치는 정보를 전파하는 릴레이 역할("릴레이" 장치라고 함)을 할 수 있거나 수신된 정보를 분석하고 분석된 정보를 전송할 수 있다.
하나 이상의 이식형 장치는(선택적으로 제1 세트 및/또는 하나 이상의 중간 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치에 의해 사전 분석되는) 검출 신호와 관련된 정보를 무선으로 수신하고, 장치는 장치 검출 신호와 관련된 정보에 기초하여 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치는 검출 신호와 관련된 수신된 정보를 분석한다. 검출 신호와 관련된 정보를 분석하는 것은 검출 신호에 기초하여 트리거 신호를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 트리거 신호는 전기 펄스를 구동하는 자극 신호(또는 생성되어야하는 자극 신호의 하나 이상의 특성)가 생성되어야 함을 나타낼 수 있다. 또는 트리거 신호는 전기 펄스가 방출되지 않아야 함을 나타내는 널 신호일 수 있다. 일부 실시 예에서, 트리거 신호는 이식형 장치의 동적 상태이며, 이는 이식형 장치에 의해 수신되거나 검출된 정보에 기초하여 업데이트될 수 있다. 검출 신호와 관련된 정보는 환자의 신체 내 하나 이상의 위치에서 전기 생리학적 신호 또는 생리학적 상태와 같은 하나 이상의 입력 특징을 포함할 수 있다(위치의 수는 네트워크의 이식형 장치 수에 따라 달라짐). 기계 학습 알고리즘을 사용하여 검출 신호와 관련된 정보를 분석하여 트리거 신호를 생성할 수 있다. 트리거 신호는 이식형 장치가 표적 신경의 신경 활동을 조절하기 위해 하나 이상의 전기 펄스를 방출하는지 여부, 시기 또는 방법에 대한 지침을 제공한다.
네트워크는 제1 세트의 장치에 N 개의 이식형 장치를 포함할 수 있고, 제2 세트의 이식형 장치에 M 개의 이식형 장치를 포함할 수 있으며, 여기서 N과 M은 하나 이상이고 같거나 다를 수 있다(적어도 하나의 이식형 장치는 이식형 장치의 두 세트에 모두 포함되어 있지 않다). M 개의 이식형 장치는 N(또는 더 적은) 개의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호에 기초하여 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예에서, 제1 세트의 1, 2, 3, 4, 5개 이상의 이식형 장치는 각각 검출 신호의 성분을 검출할 수 있고, 및 제1 세트의 이식형 장치로부터의 검출 신호와 관련된 정보는 제2 세트의 1, 2, 3, 4, 5 또는 그 이상의 이식형 장치에 무선으로 전송되고, 제2 세트의 이식형 장치 중 하나 이상은 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다.
일부 실시 예에서, 신경 활동을 조절하기위한 네트워크는 (a) 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로서, 신경 또는 생리학적 상태에 의해 전송된 전기 생리학적 신호를 구비하는 검출 신호를 검출하기 위한 센서, 초음파를 능동적으로 전송하거나 후방 산란하도록 구성된 초음파 변환기로서, 초음파가 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 초음파 변환기, 및 센서 및 초음파 변환기에 전기적으로 연결된 제어 회로를 구비하는 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치; 및 (b) 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로서, 표적 신경에 전기 펄스를 방출하도록 구성된 복수의 전극, 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 초음파를 수신하도록 구성된 초음파 변환기, 및 초음파로부터 검출 신호와 관련된 정보를 추출하고 검출 신호와 관련된 정보에 기초하여 전기 펄스를 방출하도록 복수의 전극을 동작시키도록 구성된 제어 회로를 구비하는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치;를 포함하고, 여기서 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치 및 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치는 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 정보를 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 무선으로 전송하도록 구성된다.
정보는 초음파 통신과 같은 임의의 적절한 기술을 통해 무선으로 송수신될 수 있다. 초음파 통신을 위한 예시적인 방법은 US 2018/0085605; WO 2018/009908; WO 2018/009910; WO 2018/009911; 및 WO 2018/009912에 기술된다. 예를 들어, 이식형 장치는 다른 장치에서 수신한 정보를 인코딩하는 초음파를 능동적으로 전송(즉, 생성)하거나 장치가 수신한 초음파를 후방 산란하여 정보를 전송할 수 있으며, 여기서 초음파 후방 산란파는 정보를 인코딩한다.
일부 실시 예에서, 이식형 장치 네트워크를 사용하여 신경 활동을 조절하는 방법은 (a) 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서 기록된 신경 또는 하나 이상의 생리학적 상태에 의해 전달되는 하나 이상의 전기 생리학적 신호를 포함하는 검출 신호를 검출하는 단계; (b) 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 검출 신호와 관련된 정보를 무선으로 전송하는 단계; (c) 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서, 검출 신호와 관련된 정보를 무선으로 수신하는 단계; 및 (d) 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 적어도 검출 신호에 관련된 수신된 정보에 기초하여 하나 이상의 표적 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계;를 포함한다. 방법은 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서 하나 이상의 전기 펄스를 방출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 상기 방법은 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 관련된 정보를 무선으로 전송하는 단계; 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 정보를 무선으로 수신하는 단계; 및 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 관련된 정보에 적어도 기초하여 하나 이상의 추가 표적 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계;를 포함한다.
정의
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥이 달리 명확하게 지시하지 않는 한 복수 참조를 포함한다.
본 명세서에서 값 또는 매개 변수의 "약" 또는 "대략"에 대한 언급은 그 값 또는 매개 변수 그 자체에 대한 변형을 포함(및 설명)한다. 예를 들어, "약 X"를 참조하는 설명에는 "X"에 대한 설명이 포함된다.
장치에서 전송되거나 방출되는 "능동적으로 전송된" 초음파는 해당 장치에서 생성되고 발생하는 초음파를 말한다. 장치는 장치에서 방출되는 능동적으로 전송되는 초음파의 정보를 인코딩할 수 있다.
"후방 산란" 초음파는 장치에 의해 수신되고 그 장치에 의해 반사되는 초음파를 의미한다. 반사된 초음파를 "초음파 후방 산란파"라고 할 수 있으며, 장치에 의해 초음파가 반사됨에 따라 장치는 초음파 후방 산란파에서의 정보를 인코딩할 수 있다. 따라서 정보는 초음파 후방 산란파에 의해 전송될 수 있다.
본 명세서에 기술된 본 발명의 양태 및 변형은 양태 및 변형으로 "구성되는" 및/또는 "본질적으로 구성되는"을 포함하는 것으로 이해된다.
용어 "이식형" 및 "이식된"은 대상의 어떤 부분도 대상의 표면을 침해하지 않도록 대상에 완전히 이식가능 하거나 완전하게 이식되는 대상을 의미한다. 본 명세서에서 이식형인 것으로 설명된 임의의 장치는 피험자에게 이식될 수 있다.
"입력 이식형 장치"는 검출 신호를 검출하도록 구성된 이식형 장치를 의미한다. "출력 이식형 장치"는 적어도 검출 신호와 관련된 정보에 기초하여 전기 펄스를 방출하도록 구성된 이식형 장치를 의미한다. 출력 이식형 장치는 선택적으로 추가 검출 신호를 검출할 수 있고, 방출된 전기 펄스는 하나 이상의 입력 장치로부터의 검출 신호와 관련된 정보 및 추가 검출 신호와 관련된 정보에 기초할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "생리학적 상태"는 생리학적 환경 내에서 추정되거나 측정된 생리학적 상태 또는 매개 변수 또는 값을 의미한다. 따라서, "생리학적 상태"는 온도, pH, pO2, 심박수, 분석물의 존재, 분석물의 양, 균주, 또는 생리학적 환경 내에서 측정된 기타 값을 포함할 수 있다.
"이식형 장치 세트"는 하나 이상의 이식형 장치를 의미한다. "이식형 장치의 제1 세트" 및 "이식형 장치의 제2 세트"는 적어도 이식형 장치의 제1 세트와 이식형 장치의 제2 세트가 동일하지 않는 한 중첩될 수 있다.
용어 "실질적으로"는 70% 이상을 의미한다. 예를 들어, 신경 단면을 실질적으로 둘러싸는 만곡 부재는 신경 단면의 70% 이상을 둘러싸는 만곡 부재를 의미한다.
용어 "대상" 및 "환자"는 척추동물을 지칭하기 위해 본원에서 상호 교환적으로 사용된다.
용어 "치료하다", "치료하는" 및 "치료"는 본원에서 동의어로 사용되어, 적어도 하나의 증세의 완화, 방지, 억제, 또는 제거를 통한 상태 개선, 질병 또는 상태의 진행 지연, 질병 또는 상태의 재발 지연, 또는 질병 또는 상태의 방지를 포함하는 질환 상태 또는 상태에 걸린 대상에게 효익을 제공하는 임의의 행동을 지칭한다.
값의 범위가 제공되는 경우, 그 범위의 상한과 하한 사이의 각각의 중간 값과 그 명시된 범위의 다른 언급되거나 개입된 값은 본 개시의 범위 내에 포함된다는 것을 이해해야한다. 명시된 범위가 상한 또는 하한을 포함하는 경우, 포함된 제한 중 어느 하나를 제외한 범위도 본 개시에 포함된다.
본 명세서에 설명된 다양한 실시 예의 특성 중 하나, 일부 또는 전부가 결합되어 본 발명의 다른 실시 예를 형성할 수 있음을 이해해야한다. 여기에 사용된 섹션 제목은 구성 목적으로만 사용되며 설명된 주제를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
"실시 예"와 관련하여 위에서 설명된 특징 및 선호 사항은 별개의 선호 사항이며 특정 실시 예에만 제한되지 않고; 이들은 기술적으로 가능한 다른 실시 예의 특징과 자유롭게 결합될 수 있으며, 바람직한 특징의 조합을 형성할 수 있다. 본 설명은 당업자가 본 발명을 만들고 사용할 수 있도록 제공되며 특허 출원 및 그 요구 사항의 맥락에서 제공된다. 설명된 실시 예에 대한 다양한 수정은 당업자에게 용이하게 명백할 것이며 본 명세서의 일반적인 원리는 다른 실시 예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 도시된 실시 예로 제한되는 것이 아니라 여기에 설명된 원리 및 특징과 일치하는 가장 넓은 범위에 부합되어야한다.
장치 네트워크
이식형 장치 네트워크는 하나 이상의 전기 생리학적 신호 또는 하나 이상의 생리학적 상태를 포함하는 검출 신호를 검출하도록 구성된 제1 세트의 하나 이상의 이식형 장치, 및 적어도 검출 신호와 관련된 정보에 기초하여 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출하도록 구성된 제2 세트의 하나 이상의 이식형 장치를 포함한다. 제1 세트의 이식형 장치에 의해 전송된 정보는 또한 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 장치 네트워크는 하나 이상의 이식형 장치 사이의 정보에 대한 릴레이로 기능할 수 있는 하나 이상의 중간 장치를 포함할 수 있거나, 검출 신호가 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 정치로 전송되기 전에 검출 신호와 관련된 정보를 분석 및/또는 처리할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제2 세트의 하나 이상의 이식형 장치는 전기 생리학적 신호 및/또는 생리학적 상태를 포함하는 추가 검출 신호를 검출하고, 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출되는 하나 이상의 전기 펄스는 추가 검출 신호에 더 기초할 수 있다.
일부 실시 예에서, 이식형 장치는 피험자에게 이식된다. 피험자는 예를 들어 포유류일 수 있다. 일부 실시 예에서, 피험차는 인간, 개, 고양이, 말, 소, 돼지, 양, 염소, 원숭이 또는 설치류(예를 들어, 쥐 또는 마우스)이다. 바람직하게는 피험자는 인간이다.
도 1a는 화살표(106)로 표시된 바와 같이 제2 이식형 장치(104)와 직접 통신하는 제1 이식형 장치(102)를 갖는 예시적인 네트워크를 도시한다. 제1 이식형 장치(104)는 검출 신호를 검출하고 검출 신호와 관련된 정보를 제2 이식형 장치(104)에 무선으로 전송한다. 선택적으로, 제1 이식형 장치는 제1 이식형 장치(102)의 동적 상태와 관련된 정보, 제1 이식형 장치(102)의 위치 또는 제1 이식형 장치(102)에 의해 방출된 전기 펄스와 관련된 정보와 같은 다른 정보를 제2 이식형 장치로 전송한다. 제2 이식형 장치(104)가 정보를 수신하면, 제2 이식형 장치(104)는 적어도 검출 신호와 관련된 정보, 및 선택적으로 제1 이식형 장치(102)에 의해 전송된 추가 정보의 일부 또는 전부에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제1 이식형 장치(102)는 제1 이식형 장치(102)에 대한 트리거 신호(예를 들어, 제1 이식형 장치(102)의 동적 상태) 또는 제2 이식형 장치에 대한 트리거 신호를 생성하기 위해 검출 신호를 분석하고, 트리거 신호는 제2 이식형 장치(104)로 전송된다. 제2 이식형 장치는 트리거 신호에 기초하여 신경의 신경 활동을 조절하기 위해 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제2 이식형 장치(104)는 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로 제1 이식형 장치(102)에 의해 전송된 추가 정보)를 분석하여 트리거 신호를 생성하고, 트리거 신호에 기초하여 신경의 신경 활동을 조절하기 위해 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제2 이식형 장치(104)는 추가 검출 신호(화살표(108)로 표시됨)를 검출하고, 제2 이식형 장치(102)는 제1 이식형 장치(102)에 의해 검출된 검출 신호 및 제2 이식형 장치(104)에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 분석하여 트리거 신호를 생성한다.
도 1b는 순환 신경망을 통한 양방향 통신으로 제2 이식형 장치(112)와 무선으로 통신하는 제1 이식형 장치(110)를 갖는 네트워크의 예를 도시한다. 제1 이식형 장치(110)는 검출 신호를 검출하고, 화살표(114)로 표시된 바와 같이 검출 신호와 관련된 정보를 제2 이식형 장치(112)에 무선으로 전송한다. 선택적으로, 제1 이식형 장치는 제1 이식형 장치(110)의 동적 상태에 관한 정보, 제1 이식형 장치(110)의 위치, 또는 제1 이식형 장치(110)에 의해 방출된 전기 펄스와 관련된 정보와 같은 다른 정보를 제2 이식형 장치로 전송한다. 제2 이식형 장치(112)가 정보를 수신하면, 제2 이식형 장치(112)는 적어도 검출 신호와 관련된 정보, 및 선택적으로 제1 이식형 장치(110)에 의해 전송된 추가 정보의 일부 또는 전부에 대해 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제1 이식형 장치(110)는 검출 신호를 분석하여 제2 이식형 장치(112)에 대한 트리거 신호를 생성하고, 트리거 신호는 제2 이식형 장치(112)로 전송된다. 제2 이식형 장치(112)는 트리거 신호에 기초하여 신경의 신경 활동을 조절하기 위해 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제2 이식형 장치(112)는 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로 제1 이식형 장치(110)에 의해 전송된 추가 정보)를 분석하여 트리거 신호를 생성하고, 트리거 신호에 기초하여 신경의 신경 활동을 조절하기 위해 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제2 이식형 장치(112)는 추가 검출 신호(화살표(116)로 표시됨)를 검출하고, 제2 이식형 장치(112)는 제1 이식형 장치(112)에 의해 검출된 검출 신호 및 제2 이식형 장치(114)에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 분석하여 제2 이식형 장치(112)에 대한 트리거 신호(예를 들어, 동적 상태)를 생성한다. 제2 이식형 장치는 트리거 신호에 기초하여 전기 펄스를 방출할 수 있거나 또는 (트리거 신호에 기초하여) 방출하지 않을 수 있다.
제2 이식형 장치(112)는 화살표(118)로 표시된 바와 같이 제1 이식형 장치(110)로 정보를 무선으로 다시 전송할 수 있다. 제2 이식형 장치(112)에 의해 제1 이식형 장치(110)로 전송되는 정보는 제2 이식형 장치(110)에 의해 검출된 검출 신호, 제2 이식형 장치(112)에서 방출되는 전기 펄스와 관련된 정보 또는 제2 이식형 장치의 동적 상태와 관련된 정보(예를 들어, 제2 이식형 장치(112)에 의해 생성된 트리거 신호)를 포함할 수 있다. 제2 이식형 장치(112)의 동적 상태가 제1 이식형 장치(112)로부터 수신된 정보 및/또는 제2 이식형 장치(112)에 의해 검출된 검출 신호를 기반으로 업데이트됨에 따라, 제1 이식형 장치(110)의 동적 상태도 제2 이식형 장치로부터 수신된 정보에 기초하여 업데이트될 수 있다. 제1 이식형 장치(110)의 동적 상태는 또한 또는 대안적으로 화살표(120)에 의해 표시된 바와 같이 제1 이식형 장치(110)에 의해 검출된 검출 신호(이전에 논의된 바와 같이 제2 이식형 장치로 전송된 동일한 검출 신호 정보이거나 제1 이식형 장치(110)에 의해 검출된 새로운 검출 신호일 수 있음)에 기초하여 업데이트될 수 있다. 제1 이식형 장치(110)의 동적 상태가 업데이트되면(즉, 제1 이식형 장치에 대한 트리거 신호가 생성되면), 제1 이식형 장치(110)는, 제1 이식형 장치가 그렇게하도록 구성된 경우, 트리거 신호에 기초하여 신경 활동을 조절하기 위해 전기 펄스를 방출할 수(또는 방출하지 않을 수) 있다.
제1 이식형 장치 및 제2 이식형 장치는 도 1a 내지 도 1b에 나타낸 바와 같이 직접 통신할 수 있거나, 도 2a 내지 도 2b에 나타낸 바와 같이 하나 이상의 중간 장치를 통해 통신할 수 있다. 중간 장치는 제1 또는 제2 이식형 장치와 동일한 유형의 장치일 수 있거나, 중간 장치가 여기에 설명된 바와 같이 기능적으로 구성되는한 다른 유형의 장치일 수 있다. 도 2a는 제1 이식형 장치(202), 중간 장치(204) 및 제2 이식형 장치(206)를 포함하는 이식형 장치 네트워크의 실시 예를 도시한다. 제1 이식형 장치(202)는 검출 신호를 검출하고 검출 신호와 관련된 정보를 화살표(206)에 의해 나타낸 바와 같이 중간 장치(204)에 무선으로 전송한다. 제1 이식형 장치(202)에 의해 전송된 정보는 제1 이식형 장치(202)의 동적 상태, 제1 이식형 장치(202)의 위치 또는 제1 이식형 장치(202)에 의해 방출된 전기 펄스에 대한 정보와 같은 추가 정보를 포함할 수 있다. 중간 장치(204)는 제1 이식형 장치(202)로부터 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로 제1 이식형 장치에 의해 전송된 다른 정보)를 수신하고 화살표(210)에 의해 나타낸 바와 같이 검출 신호와 관련된 정보를 제2 이식형 장치(208)로 전송한다. 제2 이식형 장치(208)가 검출 신호와 관련된 정보를 수신하면, 제2 이식형 장치(208)는 정보에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 비록 도 2a는 단일 중간 장치(204)를 도시하지만, 하나 이상의(예를 들어, 2, 3, 4 또는 그 이상) 중간 장치가 네트워크에 의해 사용될 수 있다는 것이 고려된다. 즉, 제1 중간 장치는 검출 신호와 관련된 정보를 수신할 수 있고, 제1 중간 장치는 검출 신호와 관련된 정보를 제2 중간 장치로 전송할 수 있다. 그 다음, 제2 중간 장치는 정보를 제2 세트에 있는 이식형 장치 또는 제3 중간 장치로 전송할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제1 이식형 장치(202)는 중간 장치(204)로 전송되는 제2 이식형 장치(208)에 대한 트리거 신호를 생성하기 위해 검출 신호를 분석한다. 그 다음, 중간 장치(204)는 제1 이식형 장치(202)로부터 수신된 트리거 신호를 제2 이식형 장치(208)로 전송하는 릴레이로서 기능할 수 있다. 제2 이식형 장치(208)가 트리거 신호를 수신하면, 제2 이식형 장치(208)는 표적 신경의 신경 활동을 변조하는(또는 그렇지 않은 경우, 트리거 신호가 널 신호인 경우) 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제1 이식형 장치(202)는 중간 장치(204)에 의해 수신되는 검출 신호(및 선택적으로 예를 들어 장치의 동적 상태와 같은 제1 이식형 장치(202)에 대한 추가 정보)와 관련된 정보를 무선으로 전송한다. 그런 다음, 중간 장치(204)는 트리거 신호를 생성하기 위해 검출 신호와 관련된 정보를 분석하는 제2 이식형 장치(208)에 정보를 무선으로 중계할 수 있다. 제2 이식형 장치(208)는 트리거 신호에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 선택적으로, 제2 이식형 장치(208)는 추가 검출 신호(화살표(212)로 표시됨)를 검출하고, 제2 이식형 장치(208)는 제1 이식형 장치(202)에 의해 검출된 검출 신호 및 제2 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 분석하여 트리거 신호를 생성한다. 일부 실시 예에서, 제1 이식형 장치(202)는 검출 신호와 관련된 정보를 포함하는 정보를 무선으로 중간 장치(204)로 전송하고, 이는 정보를 분석하여 제2 이식형 장치(208)에 대한 트리거 신호를 생성한다.
선택적으로, 제2 이식형 장치(208)는 추가 검출 신호를 검출하고, 추가 검출 신호와 관련된 정보는 도 2b의 화살표(214)로 표시된 바와 같이 중간 장치(204)에 무선으로 전송되고, 중간 장치(204)는 트리거 신호를 생성하기 위해 제1 이식형 장치(202)에 의해 검출된 검출 신호에 관련된 정보 및 제2 이식형 장치(208)에 의해 검출된 추가 검출 신호에 관련된 정보를 분석한다(도 2b 참조). 그런 다음, 중간 장치(204)는 제2 이식형 장치(208)에 대한 트리거 신호를 제2 이식형 장치(208)에 무선으로 전송하고, 이는 트리거 신호에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출한다.
도 2c는 양방향 통신을 통해 무선으로 통신하도록 구성된 제1 이식형 장치, 제2 이식형 장치 및 중간 장치를 포함하는 순환 신경망에 따라 구성된 장치 네트워크를 나타낸다. 제1 이식형 장치(202)는 검출 신호를 검출하고, 화살표(204)로 표시된 바와 같이 검출 신호와 관련된 정보를 중간 장치(204)에 무선으로 전송한다. 선택적으로, 제1 이식형 장치는 제1 이식형 장치(202)의 동적 상태, 제1 이식형 장치(202)의 위치, 또는 제1 이식형 장치(202)에 의해 방출된 전기 펄스와 관련된 정보와 같은 다른 정보를 중간 장치(204)로 전송한다. 중간 장치(204)는, 그것이 제1 이식형 장치(202)로부터 정보를 수신하면, 화살표(210)로 표시된 바와 같이 정보를 제2 이식형 장치(208)에 무선으로 전송한다. 제2 이식형 장치(208)가 정보를 수신하면, 제2 이식형 장치(208)는 적어도 검출 신호와 관련된 정보, 및 선택적으로 제1 이식형 장치(202)에 의해 전송된 추가 정보의 일부 또는 전부와 관련된 정보에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다.
여전히 도 2c를 참조하면, 일부 실시 예에서, 제1 이식형 장치(202)는 제2 이식형 장치(208)에 대한 트리거 신호를 생성하기 위해 검출 신호를 분석하고, 트리거 신호는 중간 장치(204)를 통해 제2 이식형 장치(208)로 전송된다. 제2 이식형 장치(208) 그런 다음 트리거 신호를 기반으로 신경의 신경 활동을 조절하기 위해 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 다른 실시 예에서, 중간 장치(204)는 제1 이식형 장치(202)로부터 정보를 수신하고, 제2 이식형 장치(208)에 대한 트리거 신호를 생성한다. 그런 다음, 중간 장치(204)는 트리거 신호를 제2 이식형 장치(208)에 무선으로 전송할 수 있고, 이는 수신된 트리거 신호를 기반으로 전기 펄스를 방출할 수 있다.
일부 실시 예에서, 제2 이식형 장치(208)는 검출 신호(및 선택적으로 제1 이식형 장치(202)에 의해 전송된 추가 정보)와 관련된 정보를 분석하여 트리거 신호를 생성하고, 제2 이식형 장치에 의해 생성된 트리거 신호에 기초하여 신경의 신경 활동을 조절하기 위해 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 트리거 신호는 수신된 정보를 기반으로 업데이트되는 제2 이식형 장치의 동적 상태일 수 있다. 일부 실시 예에서, 제2 이식형 장치(208)는 추가 검출 신호(화살표(212)로 표시됨)를 검출하고, 제2 이식형 장치(208)는 제1 이식형 장치(202)에 의해 검출된 검출 신호 및 제2 이식형 장치(208)에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 분석하여 제2 이식형 장치(208)에 대한 트리거 신호(예를 들어, 동적 상태)를 생성한다. 그런 다음 제2 이식형 장치는 트리거 신호에 기초하여 전기 펄스를 방출할 수 있거나 (트리거 신호에 기초하여) 방출하지 않을 수 있다.
제2 이식형 장치(208)는 화살표(214) 및 화살표(218)로 표시된 바와 같이 중간 장치(204)를 통해 제1 이식형 장치(202)로 정보를 무선으로 다시 전송할 수 있다. 제2 이식형 장치(208)에 의해 제1 이식형 장치(202)로 전송된 정보는 제2 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호, 제2 이식형 장치(208)에 의해 방출된 전기 펄스와 관련된 정보, 또는 제2 이식형 장치(208)의 동적 상태와 관련된 정보(예를 들어, 제2 이식형 장치에 의해 생성된 트리거 신호)를 포함할 수 있다. 제2 이식형 장치(208)의 동적 상태가 제1 이식형 장치(202)로부터 수신된 정보 및/또는 제2 이식형 장치(208)에 의해 검출된 검출 신호에 기초하여 업데이트되고, 또한 제1 이식형 장치(202)의 동적 상태도 제2 이식형 장치(208)로부터 수신된 정보에 기초하여 업데이트될 수 있다. 제1 이식형 장치(202)의 동적 상태는 또한 또는 대안적으로 화살표(220)에 표시된 바와 같이 제1 이식형 장치(202)에 의해 검출된 검출 신호(앞에서 논의된 바와 같이 제2 이식형 장치로 전송된 동일한 검출 신호 정보 또는 제1 이식형 장치(202)에 의해 검출된 새로운 검출 신호일 수 있음)에 기초하여 업데이트될 수 있다. 일단 제1 이식형 장치(202)의 동적 상태가 업데이트되면(즉, 트리거 신호가 제1 이식형 장치에 대해 생성되면), 제1 이식형 장치(202)는 제1 이식형 장치가 그렇게하도록 구성된 경우, 트리거 신호에 기초하여 신경 활동을 조절하기 위해 전기 펄스를 방출할 수 있다(또는 그렇지 않음).
도 3a는 제1 세트(306)에 있는 2개 이상의 이식형 장치(예를 들어, 302 및 304)와 제2 세트(310)에 있는 다른 이식형 장치(308)를 갖는 네트워크를 도시한다. 이식형 장치(304)는 "이식형 장치 N"으로 도시되어 임의의 수의 이식형 장치가 네트워크에 포함될 수 있으며, 여기서 N은 2 이상(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 이상)라는 것을 나타낸다. 단순화를 위해, 다음은 제1 세트의 이식형 장치에 있는 2개의 이식형 장치와 제2 세트에 있는 단일의 이식형 장치를 참조하여 네트워크를 설명하지만, 세트들에 있는 이식형 장치의 수는 확장될 수 있음을 이해한다. 제1 이식형 장치(302)는 제1 검출 신호를 검출할 수 있고, 제2 이식형 장치(304)는 제2 검출 신호를 검출할 수 있다. 제1 및 제2 검출 신호(또는 집합적으로 검출 신호)와 관련된 정보는 제2 세트에 있는 다른 이식형 장치(308)에 무선으로 전송된다. 선택적으로, 제1 또는 제2 이식형 장치의 동적 상태, 제1 또는 제2 이식형 장치의 위치 및/또는 제1 세트(306)에 있는 제1 또는 제2 이식형 장치에 의해 방출된 하나 이상의 전기 펄스와 관련된 정보와 같은 추가 정보는 제2 세트(310)에 있는 이식형 장치(308)로 무선으로 전송된다. 제2 세트(310)에 있는 이식형 장치(308)는 제1 세트(306)에 있는 제1 이식형 장치(302) 및 제2 이식형 장치(304)로부터 수신된 검출 신호를 분석하여 트리거 신호(예를 들어, 이식형 장치의 상태를 업데이트하기 위해)를 생성하고, 이식형 장치(308)는 트리거 신호에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 선택적으로, 제2 세트(310)에 있는 이식형 장치(308)는 화살표(312)로 표시된 바와 같이 추가 검출 신호를 검출하고, 이식형 장치(308)는 트리거 신호를 생성하기 위해 제1 세트(308)로부터 2개 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호 및 제2 세트의 이식형 장치(308)에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 분석한다.
도 3b는 제1 세트의 이식형 장치 및 제2 세트의 이식형 장치(도시된 바와 같이 단일 이식형 장치를 포함하지만 추가 이식 장치를 포함할 수 있음)를 포함하는 순환 신경망에 따라 구성된 장치 네트워크를 나타내며, 이는 양방향 통신을 통해 무선으로 통신하도록 구성된다. 제1 세트(306)에 있는 이식형 장치(302 및 304)는 검출 신호와 관련된 정보를 제2 세트(310)에 있는 이식형 장치(308)에 무선으로 전송한다. 선택적으로, 이식형 장치(302 및 304)는 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태, 하나 이상의 이식형 장치의 위치, 또는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출되는 전기 펄스와 같은 제1 세트(306)에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 대한 추가 정보를 무선으로 전송한다. 제2 세트(310)에 있는 이식형 장치(308)가 정보를 수신하면, 이식형 장치(308)는 적어도 검출 신호에 관한 정보 및 선택적으로 제1 세트(306)에 있는 이식형 장치에 의해 전송된 추가 정보의 일부 또는 전부에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 제2 세트(308)에 있는 이식형 장치(308)는 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로, 제1 세트(306)에 있는 이식형 장치들에 의해 전송된 추가 정보의 일부 또는 전부)를 분석하여 트리거 신호를 생성(예를 들어, 장치의 동적 상태 업데이트)하고, 트리거 신호를 기반으로 신경의 신경 활동을 조절하기 위해 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다(또는 트리거 신호가 널 신호인 경우 그렇지 않다). 일부 실시 예에서, 제2 세트(310)의 이식형 장치(308)는(화살표(312)로 표시된 바와 같이) 추가 검출 신호를 검출하고, 이식형 장치(308)는 이식형 장치의 제1 세트(306)에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로 장치의 제1 세트(306)에 의해 전송된 추가 정보) 및 제2 세트의 이식형 장치(308)에 의해 검출된 검출 신호를 분석하여 제2 세트(310)의 이식형 장치(308)에 대한 트리거 신호를 생성(예를 들어, 장치의 동적 상태 업데이트)한다. 그런 다음 이식형 장치(308)는 트리거 신호에 기초하여 전기 펄스를 방출할 수 있거나(트리거 신호에 기초하여) 방출하지 않을 수 있다.
이식형 장치(308)는 제1 세트(306)에 있는 이식형 장치(302 및/또는 304)로 정보를 무선으로 다시 전송할 수 있다. 제2 세트(310)의 이식형 장치(308)에 의해 제2 세트(306)의 이식형 장치로 전송되는 정보는 제2 세트(310)에 있는 이식형 장치(308)에 의해 검출된 검출 신호, 제2 세트(310)에 있는 이식형 장치(308)에 의해 방출된 전기 펄스와 관련된 정보, 또는 제2 세트(310)에 있는 이식형 장치(308)의 동적 상태와 관련된 정보(예를 들어, 이식형 장치에 의해 생성된 트리거 신호)를 포함할 수 있다. 제1 세트(306)에 있는 이식형 장치가 제2 세트에 있는 이식형 장치(308)로부터 정보를 수신하면, 제1 세트(306)에 있는 이식형 장치(302 및 304)의 동적 상태는 수신된 정보에 기초하여 업데이트될 수 있다. 제1 세트(306)에 있는 제1 이식형 장치(302) 및 제1 세트(306)에 있는 제2 이식형 장치(304)의 동적 상태는 또한 또는 대안적으로 화살표(314) 및 화살표(316)로 표시된 바와 같이, 제1 이식형 장치(302) 또는 제2 이식형 장치(304)에 의해 검출된 검출 신호에 기초하여 업데이트될 수 있다(이는 이전에 논의된 바와 같이 제2 이식형 장치로 전송된 동일한 검출 신호 정보이거나, 제1 세트(306)의 제1 또는 제2 이식형 장치에 의해 검출된 새로운 검출 신호일 수 있다). 일부 실시 예에서, 제1 세트(306) 내의 이식형 장치는 장치(예를 들어, 이식형 장치(302) 및 이식형 장치(304)는 서로 무선으로 통신할 수 있음)간에 무선으로 통신하여 장치의 검출 신호 성분 또는 동적 상태와 같은 추가 정보를 전송할 수 있다. 제1 세트(306)에 있는 제1 이식형 장치(302) 및/또는 제2 이식형 장치(304)의 동적 상태가 업데이트되면(즉, 제1 또는 제2 이식형 장치에 대해 트리거 신호가 생성되면), 제1 이식형 장치(302) 및/또는 제2 이식형 장치(304)는 제1 이식형 장치 또는 제2 이식형 장치가 그렇게하도록 구성된 경우, 트리거 신호에 기초하여 신경 활동을 조절(또는 조절하지 않음)하기 위해 전기 펄스를 방출할 수 있다.
도 4a는 이식형 장치의 제1 세트(406)에 있는 2개 이상의 이식형 장치(예를 들어, 402 및 404), 중간 장치(408), 및 이식형 장치의 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)에 있는 둘 이상의 이식형 장치(예를 들어, 402 및 404)를 갖는 장치 네트워크를 도시한다. 이식형 장치(404)는 임의의 수의 이식형 장치가 네트워크의 제1 세트에 포함될 수 있음을 나타내기 위해 "이식형 장치 N"으로 표시되며, 여기서 N은 2 이상(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7 , 8, 9, 10 이상)이다. 단순화를 위해, 다음은 제1 세트(406)에 있는 2개의 이식형 장치를 참조하여 네트워크를 설명하지만, 제1 세트에 있는 이식형 장치의 수가 확장될 수 있음을 이해한다. 또한, 도 4a는 단일 중간 장치(408)를 도시하지만, 하나 이상의(예를 들어, 2, 3, 4 또는 그 이상) 중간 장치가 네트워크에 의해 사용될 수 있다는 것이 고려된다. 즉, 제1 중간 장치는 검출 신호와 관련된 정보를 수신할 수 있고, 제1 중간 장치는 검출 신호와 관련된 정보를 제2 중간 장치로 전송할 수 있다. 그런 다음, 제2 중간 장치는 정보를 제2 세트의 이식형 장치(410)로 또는 제3 중간 장치로 전송할 수 있다. 제1 이식형 장치(402)는 제1 검출 신호를 검출할 수 있고, 제2 이식형 장치(404)는 제2 검출 신호를 검출할 수 있으며, 제1 및 제2 검출 신호(또는 집합적으로 검출 신호)와 관련된 정보는 중간 장치(408)에 무선으로 전송된다. 제1 세트(406)에 있는 이식형 장치에 의해 전송된 정보는 제1 세트(406)에 있는 이식형 장치(402 또는 404) 중 하나 이상의 동적 상태, 제1 세트(406)에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 위치, 또는 제1 세트(406)에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출된 전기 펄스에 관한 정보와 같은 추가 정보를 포함할 수 있다. 그런 다음, 중간 장치(408)는 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로 제1 세트에 있는 이식형 장치에 의해 전송된 다른 정보)를 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)로 무선으로 전송하고, 이는 수신된 정보에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출한다.
일부 실시 예에서, 중간 장치(408)는 제1 세트(406)에 있는 2개 이상의 이식형 장치(402 및 404)로부터 수신된 정보를 제1 세트(406)의 이식형 장치로부터 정보를 수신하고 정보 분석없이 정보를 전송함으로써 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)로 무선으로 중계한다. 그런 다음, 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)는 검출 신호와 관련된 정보를 포함하는 정보를 수신하고, 정보를 분석하여 트리거 신호를 생성한다(예를 들어, 이식형 장치(410)의 동적 상태를 업데이트). 선택적으로, 이식형 장치(410)는 추가 검출 신호를 검출하고, 이식형 장치(410)는 화살표(414)로 표시된 바와 같이, 트리거 신호를 생성(예를 들어, 동적 상태를 업데이트)하기 위해 제1 세트(406)에 있는 2개 이상의 이식형 장치(402 및 404)에 의해 검출된 검출 신호(및 선택적으로, 제1 세트(406)의 이식형 장치에 의해 전송된 추가 정보의 일부 또는 전부), 및 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 분석한다. 이식형 장치(410)가 트리거 신호를 생성하면, 트리거 신호에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다(또는 그러한 펄스를 방출하지 않는다).
일부 실시 예에서, 중간 장치(408)는 2개 이상의 이식형 장치(402 및 404)에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 포함하는 이식형 장치의 제1 세트(406)로부터의 정보를 수신하고, 제2 세트에 있는 이식형 장치(410)에 대한 트리거 신호를 생성하기 위해 검출 신호에 관련된 정보를 분석하고, 제2 세트에 있는 이식형 장치(410)에 트리거 신호를 무선으로 전송한다. 이식형 장치(410)가 트리거 신호를 수신하면, 그것은 트리거 신호에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 더 많은 전기 펄스를 방출할 수 있다(또는 그러한 펄스를 방출하지 않는다).
일부 실시 예에서, 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)는 (화살표(416)로 표시된 바와 같이) 중간 장치(408)에 무선으로 전송되는 (화살표(414)로 표시된 바와 같이) 추가 검출 신호를 검출한다. 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)는 이식형 장치(410)의 동적 상태 또는 이식형 장치(410)의 위치와 관련된 정보와 같은 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)에 대한 추가 정보를 선택적으로 전송할 수 있다. 이식형 장치(408)는 제2 세트(412)에서 이식형 장치(410)에 대한 트리거 신호를 생성하기 위해 제1 세트(406)에 있는 2개 이상의 이식형 장치(402 및 404)에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로 이식형 장치의 제1 세트(406)에 의해 전송된 추가 정보의 일부 또는 전부) 및 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)에 의해 검출된 추가 검출 신호와 관련된 정보를 포함하는, 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)에 의해 전송된 정보를 분석한다. 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)가 트리거 신호를 수신하면, 이식형 장치(410)는 트리거 신호에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다(또는 트리거 신호가 널 신호인 경우, 그렇지 않다).
도 4b는 제1 세트의 이식형 장치, 중간 장치 및 제2 세트의 이식형 장치(도시된 바와 같이 단일 이식형 장치를 포함하지만 추가 이식형 장치를 포함할 수 있음)를 포함하는 순환 신경망에 따라 구성된 장치 네트워크를 나타내며, 이는 양방향 통신을 통해 무선으로 통신하도록 구성된다. 제1 세트(406)에 있는 이식형 장치(402 및 404)는 적어도 검출 신호와 관련된 정보를 포함하는 정보를 중간 장치(408)에 무선으로 전송한다. 제1 세트(406)의 이식형 장치에 의해 전송되는 정보는 제1 세트(406)에 있는 하나 이상의 이식형 장치(402 또는 404)의 동적 상태, 제1 세트(406)에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 위치, 또는 제1 세트(406)에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출되는 전기 펄스에 대한 정보와 같은 추가 정보를 포함할 수 있다. 그런 다음, 중간 장치(408)는 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로 제1 세트에 있는 이식형 장치에 의해 전송된 다른 정보)를 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)에 무선으로 전송하고, 이는 수신된 정보에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출한다.
중간 장치(408)는 제1 세트(406)에 있는 이식형 장치로부터 정보를 수신하고 정보를 분석하거나 분석하지 않고 정보를 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)에 무선으로 전송함으로써 제1 세트(406)에 있는 2개 이상의 이식형 장치(402 및 404)로부터 수신된 정보를 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)로 무선으로 중계할 수 있다. 그런 다음, 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)는 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로 제1 세트(406)의 이식형 장치에 의해 전송된 추가 정보)를 포함하는 정보를 수신하고, 정보가 중간 장치(408)에 의해 사전 분석되지 않은 경우 정보를 분석하여 트리거 신호를 생성한다(예를 들어, 이식형 장치(410)의 동적 상태를 업데이트). 선택적으로, 이식형 장치(410)는 추가 검출 신호를 검출하고, 화살표(414)로 표시된 바와 같이 이식형 장치(410)는 트리거 신호를 생성(예를 들어, 동적 상태를 업데이트)하기 위해 제1 세트(406)에 있는 2개 이상의 이식형 장치(402 및 404)에 의해 검출된 검출 신호(및 선택적으로, 이식형 장치의 제1 세트(406)에 의해 전송된 추가 정보의 일부 또는 전부) 및 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 분석한다. 인식형 장치(410)가 트리거 신호를 생성하면, 그것은 트리거 신호에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다(또는 그러한 펄스를 방출하지 않는다).
제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)는 정보를 다시 중간 장치(408)로 무선으로 전송할 수 있으며, 이는 이식형 장치(410)로부터의 정보를 분석하고 및/또는 정보를 제1 세트(406)에 있는 이식형 장치(402 및/또는 404)에 중계할 수 있다. 제2 세트(412)의 이식형 장치(408)에 의해 중간 장치로 전송되는 정보는 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)에 의해 검출된 검출 신호, 제2 세트(412)에 있는 이식형 장치(410)에 의해 방출된 전기 펄스와 관련된 정보, 또는 제2 세트(412)에서 이식형 장치(410)의 동적 상태와 관련된 정보(예를 들어, 이식형 장치에 의해 생성된 트리거 신호)를 포함할 수 있다. 중간 장치(408)는 수신된 정보를 분석하여 제1 세트(406)에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 대한 트리거 신호(예를 들어, 업데이트된 동적 상태)를 생성할 수 있거나, 중간 장치(408)는 정보를 제1 세트(406)에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 중계할 수 있다. 일단 제1 세트(406)에 있는 이식형 장치가 중간 장치로부터 정보를 수신하면, 제1 세트(406)에 있는 이식형 장치(402 및 404)의 동적 상태는 수신된 정보에 기초하여 업데이트될 수 있다. 제1 세트(406)에 있는 제1 이식형 장치(402) 및 제1 세트(406)에 있는 제2 이식형 장치(404)의 동적 상태는 또한 또는 대안적으로 화살표(418) 및 화살표(420)로 표시된 바와 같이, 제1 이식형 장치(402) 또는 제2 이식형 장치(404)에 의해 검출된 검출 신호에 기초하여 업데이트될 수 있다(이는 제2 세트(412)에 전송된 동일한 검출 신호 정보 또는 제1 세트(406)의 제1 또는 제2 이식형 장치에 의해 검출된 새로운 검출 신호일 수 있다). 일부 실시 예에서, 제1 세트(406) 내에서 이식형 장치는 장치(예를 들어, 이식형 장치(402) 및 이식형 장치(404)는 서로 무선으로 통신할 수 있음)간에 무선으로 통신하여 장치의 검출 신호 구성 성분 또는 동적 상태와 같은 추가 정보를 전송할 수 있다. 제1 세트(406)의 제1 이식형 장치(402) 및/또는 제2 이식형 장치(404)에 있는의 동적 상태가 업데이트되면(즉, 제1 이식형 장치에 대한 트리거 신호가 생성되면), 제1 이식형 장치(402) 및/또는 제2 이식형 장치는 제1 이식형 장치 또는 제2 이식형 장치가 그렇게하도록 구성된 경우 트리거 신호에 기초하여 신경 활동을 조절하기 위해 전기 펄스를 방출할 수 있다(또는 그렇지 않음).
도 5a는 제1 세트(506)에 있는 2개 이상의 이식형 장치(예를 들어, 502 및 504) 및 제2 세트에 있는 2개 이상의 이식형 장치(예를 들어, 508 및 510)를 갖는 장치 네트워크를 도시하며, 여기서 제1 세트(506)에 있는 이식형 장치는 제2 세트(512)의 이식형 장치와 직접 통신한다. 이식형 장치(504)는 임의의 수의 이식형 장치가 네트워크의 제1 세트(506)에 포함될 수 있음을 나타내기 위해 "이식형 장치 N"으로 도시되며, 여기서 N은 2 이상이다.(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 그 이상). 유사하게, 이식형 장치(510)는 임의의 수의 이식형 장치가 네트워크의 제2 세트(512)에 포함될 수 있음을 나타내기 위해 "이식형 장치 M"으로 표시되며, 여기서 M은 2 이상(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 이상)이다. 단순화를 위해, 다음은 제1 세트(506)에 있는 2개의 이식형 장치 및 제2 세트(512)에 있는 2개의 이식형 장치를 참조하여 네트워크를 설명하지만, 하나 또는 둘 모두의 세트에 있는 이식형 장치의 수가 확장될 수 있음을 이해한다. 제1 세트(506)의 제1 이식형 장치(502)는 제1 검출 신호를 검출하고, 제1 세트(506)의 제2 이식형 장치(504)는 제2 검출 신호를 검출한다. 제1 및 제2 검출 신호(통칭하여, 검출 신호)와 관련된 정보는 제1 및 제2 이식형 장치(502 및 504)로부터 무선으로 전송되고, 정보는 제2 세트(512)의 제1 이식형 장치(508) 및 제2 세트(512)의 제2 이식형 장치(510)에 의해 수신된다. 제1 세트(506)의 이식형 장치에 의해 전송된 정보는 제1 세트(506)의 이식형 장치(502 또는 504) 중 하나 이상의 동적 상태, 제1 세트(506) 내의 하나 이상의 이식형 장치의 위치, 또는 제1 세트(506) 내의 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출된 전기 펄스에 대한 정보와 같은 추가 정보를 선택적으로 포함할 수 있다. 제2 세트(512) 내의 제1 이식형 장치(508)는 제1 세트(506)에서 이식형 장치에 의해 수신된 정보를 분석하고, 제2 세트의 제1 이식형 장치(508)에 대한 트리거 신호(예를 들어, 동적 상태 업데이트)를 생성할 수 있다. 제2 세트(512)의 제1 이식형 장치(508)는 검출 신호와 관련된 정보에 기초하여(즉, 생성된 트리거에 기초하여) 제1 신경 위치의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출(또는 방출하지 않음)할 수 있다. 유사하게, 제2 이식형 장치(508)는 제1 세트(506)의 이식형 장치로부터 수신된 정보를 분석할 수 있고, 제2 세트의 제2 이식형 장치(510)에 대한 트리거 신호(예를 들어, 동적 상태를 업데이트)를 생성할 수 있다. 그런 다음, 제2 세트(512)의 제2 이식형 장치(510)는 검출 신호와 관련된 정보에 기초하여(즉, 생성된 트리거에 기초하여) 제2 신경 위치의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출(또는 방출하지 않음)할 수 있다. 서로 다른 이식형 장치가 다른 신경 위치를 표적으로 하기 때문에 제1 세트(506)로부터 검출 신호와 관련된 정보를 포함하는 동일한 정보를 수신할 수 있지만, 제2 세트의 다른 이식형 장치에서 방출된 전기 펄스는 동일하거나 다를 수 있다. 선택적으로, 제2 세트(512)로부터의 제1 이식형 장치(508)는(화살표 514로 표시된 바와 같이) 추가 검출 신호를 검출하고, 제1 이식형 장치(508)는 트리거 신호를 생성하기 위해(예를 들어, 제2 이식형 장치(508)의 동적 상태를 업데이트 하기 위해) 이식형 장치의 제1 세트(506)로부터의 정보 및 제2 세트(512)의 제1 이식형 장치(508)에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로, 제2 세트(512)의 제1 이식형 장치(508)의 동적 상태와 같은 추가 정보)를 분석한다. 선택적으로 또는 추가적으로, 제2 이식형 장치(510)는 추가 검출 신호(화살표(516)로 표시됨)를 검출하고, 제2 이식형 장치(510)는 제2 세트(512)의 이식형 장치(510)에 대한 트리거 신호를 생성하기 위해 제1 세트(506)의 2개 이상의 이식형 장치(502 및 504)로부터의 정보, 제2 세트(512)의 제2 이식형 장치(510)에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로 제2 세트(512)의 제2 이식형 장치(510)의 동적 상태와 같은 추가 정보)를 분석한다.
도 5b는 양방향 통신을 통해 무선으로 통신하도록 구성된 제1 세트의 이식형 장치 및 제2 세트의 이식형 장치를 포함하는 순환 신경망에 따라 구성된 장치 네트워크를 도시한다. 제1 세트(506)의 이식형 장치(502 및 504)는 검출 신호와 관련된 정보를 제2 세트(512)의 이식형 장치(508) 및 이식형 장치(510)에 무선으로 전송한다. 선택적으로, 이식형 장치(502 및/또는 504)는 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태, 하나 이상의 이식형 장치의 위치, 또는 제1 세트(506)의 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출되는 전기 펄스와 같은 제1 세트(506)의 하나 이상의 이식형 장치에 관한 추가 정보를 무선으로 전송한다. 제2 세트(512)의 이식형 장치가 정보를 수신하면, 이식형 장치(508 및/또는 510)는 적어도 검출 신호에 관련된 정보, 및 선택적으로 제1 세트(506)의 이식형 장치에 의해 전송된 추가 정보의 일부 또는 전부에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출(또는 방출하지 않음)할 수 있다. 제2 세트(512)의 이식형 장치는 트리거 신호를 생성하기 위해(예를 들어, 장치의 동적 상태를 업데이트하기 위해) 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로 이식형 장치의 제1 세트(506)에 의해 전송된 추가 정보의 일부 또는 전부)를 분석하고, 트리거 신호에 기초하여 신경의 신경 활동을 조절하기 위해 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다(또는 트리거 신호가 널인 경우, 그렇지 않다). 일부 실시 예에서, 제2 세트(512)의 이식형 장치(508)는 (화살표(514)로 표시된 바와 같이) 추가 검출 신호를 검출하고, 이식형 장치(508)는 이식형 장치의 제1 세트(506)에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로 장치의 제1 세트(506)에 의해 전송된 추가 정보) 및 제2 세트(512)의 이식형 장치(508)에 의해 검출된 검출 신호를 분석하여 제2 세트(510)의 이식형 장치(508)에 대한 트리거 신호를 생성(예를 들어, 장치의 동적 상태 업데이트)한다. 선택적으로, 제2 세트(512)의 이식형 장치(508)는 이식형 장치(508) 또는 제2 세트(512)의 다른 이식형 장치(예를 들어, 510)의 위치 또는 동적 상태와 같은 추가 정보에 기초하여 트리거 신호를 생성할 수 있다(예를 들어, 장치에 대한 동적 상태를 업데이트할 수 있다). 예를 들어, 제2 세트(512)의 제2 이식형 장치(510)는 정보를 무선으로 전송하기 위해 제2 세트(512)의 제1 이식형 장치(508)와 무선으로 통신할 수 있다. 이식형 장치(508)는 트리거 신호에 기초하여 전기 펄스를 방출할 수 있거나 또는 방출하지 않을 수 있다(트리거 신호에 기초하여). 제2 세트(512)의 제2 이식형 장치(510)는 제2 세트의 제1 이식형 장치(508)와 유사한 방식으로 작동할 수 있고, 생성된 트리거 신호(예를 들어, 업데이트된 동적 상태)에 기초하여 전기 펄스를 방출할 수 있고(또는 전기 펄스를 방출하지 않음), 이는 제1 세트(506)의 하나 이상의 이식형 장치, 제2 세트(512)의 하나 이상의 다른 장치, 및/또는 제2 세트(512)의 제2 이식형 장치(510)에 의해 검출된 검출 신호로부터 수신된 정보에 대해 생성되었다.
제2 세트(512)의 이식형 장치(508 및/또는 510)는 제1 세트(506)의 이식형 장치(502 및/또는 504)로 정보를 무선으로 다시 전송할 수 있다. 제2 세트(512)의 이식형 장치에 의해 제1 세트(506)의 이식형 장치로 전송된 정보는 제2 세트(512)의 이식형 장치 중 하나 이상에 의해 검출된 검출 신호, 제2 세트(512)의 이식형 장치 중 하나 이상에 의해 방출된 전기 펄스와 관련된 정보 또는 제2 세트(512) 내의 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태(예를 들어, 하나 이상의 이식형 장치에 의해 생성된 트리거 신호)에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 제1 세트(506)의 이식형 장치가 제2 세트(512)의 이식형 장치로부터 정보를 수신하면, 제1 세트(506)의 이식형 장치(502 및 504)의 동적 상태는 수신된 정보에 기초하여 업데이트될 수 있다. 제1 세트(506)의 제1 이식형 장치(502) 및 제1 세트(506)의 제2 이식형 장치(504)의 동적 상태는 또한 또는 대안적으로 화살표(518) 및 화살표(520)로 표시된 바와 같이 제1 이식형 장치(502) 또는 제2 이식형 장치(504)에 의해 검출된 검출 신호에 기초하여 업데이트될 수 있다(이는 이전에 논의된 바와 같이 제2 이식형 장치로 전송된 동일한 검출 신호 정보이거나 제1 세트(506)의 제1 또는 제2 이식형 장치에 의해 검출된 새로운 검출 신호일 수 있다). 일부 실시 예에서, 제1 세트(506) 내의 이식형 장치는 장치(예를 들어, 이식형 장치(502) 및 이식형 장치(504)는 서로 무선으로 통신할 수 있음)간에 무선으로 통신하여 장치의 검출 신호 성분 또는 동적 상태와 같은 추가 정보를 전송할 수 있다. 제1 세트(506)에서 제1 이식형 장치(502) 및/또는 제2 이식형 장치(504)의 동적 상태가 업데이트되면(즉, 제1 또는 제2 이식형 장치에 대해 트리거 신호가 생성되면), 제1 이식형 장치(502) 및/또는 제2 이식형 장치(504)는 제1 이식형 장치 또는 제2 이식형 장치가 그렇게하도록 구성된 경우 트리거 신호에 기초하여 신경 활동을 조절하기 위해 전기 펄스를 방출할 수 있다(또는 방출하지 않을 수 있다).
도 6a는 이식형 장치의 제1 세트(606)의 2개 이상의 이식형 장치(예를 들어, 602 및 604), 중간 장치(608) 및 이식형 장치의 제2 세트(614)에 있는 2개 이상의 이식형 장치(예를 들어, 610 및 612)를 갖는 장치 네트워크를 도시한다. 이식형 이식형 장치(604)는 임의의 수의 이식형 장치가 네트워크의 제1 세트(606)에 포함될 수 있음을 나타내기 위해 "이식형 장치 N"으로 도시되며, 여기서 N은 2 이상(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 그 이상)이다. 유사하게, 이식형 장치(612)는 임의의 수의 이식형 장치가 네트워크의 제2 세트(614)에 포함될 수 있음을 나타내기 위해 "이식형 장치 M"으로 도시되며, 여기서 M은 2 이상(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 이상)이다. 단순화를 위해, 다음은 제1 세트(606)에 있는 2개의 이식형 장치 및 제2 세트(614)에 있는 2개의 이식형 장치를 참조하여 네트워크를 설명하지만, 제1 세트(606) 또는 제2 세트(614)에 있는 이식형 장치의 수는 확장될 수 있다는 것이 이해된다. 또한, 도 6a는 단일 중간 장치(608)를 도시하지만, 하나 이상의(예를 들어, 2, 3, 4 또는 그 이상) 중간 장치가 네트워크에 의해 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 즉, 제1 중간 장치는 검출 신호와 관련된 정보를 수신할 수 있고, 제1 중간 장치는 검출 신호와 관련된 정보를 제2 중간 장치로 전송할 수 있다. 그런 다음, 제2 중간 장치는 정보를 2개 이상의 이식형 장치 또는 제3 중간 장치로 전송할 수 있다.
제1 세트(606)의 제1 이식형 장치(602)는 제1 검출 신호를 검출하고, 제1 세트(606)의 제2 이식형 장치(604)는 제2 검출 신호를 검출한다. 제1 검출 신호와 관련된 정보 및 제2 검출 신호(통칭하여 검출 신호)와 관련된 정보가 제1 세트(606)의 2개 이상의 이식형 장치(602 및 604)로부터 무선으로 전송되고, 정보는 중간 장치(608)에 의해 수신된다. 제1 세트(606)에서 이식형 장치에 의해 전송되는 정보는 제1 세트(606)에서 이식형 장치(602 또는 604) 중 하나 이상의 동적 상태, 제1 세트(606)의 하나 이상의 이식형 장치의 위치, 또는 제1 세트(606)의 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출된 전기 펄스에 관한 정보와 같은 추가 정보를 포함할 수 있다. 그런 다음, 중간 장치(608)는 검출 신호에 관련된 정보(및 선택적으로 제1 세트(606)의 이식형 장치에 의해 전송된 다른 정부의 일부 또는 전부)를 중간 장치로부터 전송하고, 정보는 제2 세트(614)의 제1 이식형 장치(610) 및 제2 이식형 장치(612)에 의해 무선으로 수신된다. 제1 이식형 장치(610)는 검출 신호에 관련된 정보를 포함하는 수신된 정보에 기초하여 제1 신경 위치의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있고, 제2 이식형 장치(612)는 검출 신호와 관련된 정보를 포함하는 수신된 정보에 기초하여 제2 신경 위치의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제2 세트(614)의 제1 이식형 장치(610) 및/또는 제2 이식형 장치(610)는 전기 펄스(들)를 생성하기위한 기초로 사용되는 정보에 포함될 수 있는 추가 검출 신호를 검출할 수 있다.
일부 실시 예에서, 중간 장치(608)는 릴레이로서 기능하고, 제1 세트(606)에 있는 2개 이상의 이식형 장치(602 및 604)로부터 정보를 수신하고, 정보를 분석하지 않고 이식형 장치의 제2 세트(614)로 정보를 전송한다. 제2 세트의 2개 이상의 이식형 장치(610 및 612)는 제1 세트(606)에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 포함하여 관련된 정보를 수신하고, 이식형 장치(610 및 612)는 정보를 분석하여 각 장치에 대한 트리거 신호를 생성한다(예를 들어, 동적 상태를 업데이트한다). 제2 세트의 제1 이식형 장치(610)는 제1 이식형 장치(610)에 대한 트리거 신호(예를 들어, 동적 상태)에 기초하여 하나 이상의 전기 펄스를 방출(또는 트리거 신호가 널 신호인 경우 방출하지 않음) 할 수 있으며, 제2 세트(614)의 제2 이식형 장치(612)는 제2 세트(614)의 제2 이식형 장치(612)에 대한 트리거 신호에 기초하여 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 선택적으로, 제2 세트(614)의 제1 이식형 장치(610)는 추가 검출 신호를 검출하고, 제1 이식형 장치(610)는 이식형 장치의 제1 세트(606)로부터의 정보 및 제2 세트(614)의 제1 이식형 장치(610)에 의해 검출된 검출 신호(및 선택적으로 장치의 동적 상태 또는 위치와 같은 제2 세트(614)의 이식형 장치(610)로부터의 추가 정보)를 분석하여 제2 세트(614)의 제1 이식형 장치(610)의 트리거 신호를 생성한다. 선택적으로 또는 추가적으로, 제2 세트(614)의 제2 이식형 장치(612)는 추가 검출 신호를 검출하고, 제2 이식형 장치(612)는 이식형 장치의 제1 세트(606)로부터의 정보 및 제2 세트(614)의 제2 이식형 장치(612)에 의해 검출된 검출 신호(및 선택적으로, 장치의 동적 상태 또는 위치와 같은 제2 세트(614)의 이식형 장치(612)로부터의 추가 정보)를 분석하여 제2 세트(614)의 제2 이식형 장치(612)에 대한 트리거 신호를 생성한다.
일부 실시 예에서, 중간 장치(608)는 이식형 장치의 제1 세트(606)로부터 수신된 정보를 분석하여 제2 세트(614)에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 대한 트리거 신호를 생성한다. 선택적으로, 2개 이상의 이식형 장치(608 및 610)는 중간 장치(608)에 무선으로 전송되는 하나 이상의 추가 검출 신호를 검출한다. 제2 세트(614)의 이식형 장치는 제2 세트(614)의 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태, 제2 세트(614)의 하나 이상의 이식형 장치의 위치 또는 고유 식별과 같은 추가 정보를 중간 장치(608)에 무선으로 전송할 수 있다. 중간 장치는 제1 세트(606)의 2개 이상의 이식형 장치(602 및 604)로부터의 정보(검출 신호에 관련된 정보를 포함) 및 제2 세트(614)의 이식형 장치로부터의 정보를 분석하여, 제2 세트(614)의 2개 이상의 이식형 장치에 대한 트리거를 생성할 수 있다. 제2 세트(614)의 2개 이상의 이식형 장치 중 하나 이상은 하나 이상의 트리거 신호에 기초하여 신경 위치들의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출(또는 방출하지 않음)할 수 있다.
도 6b는 양방향 통신을 사용하여 중간 장치를 통해 무선으로 통신하도록 구성된 제1 세트의 이식형 장치 및 제2 세트의 이식형 장치를 포함하는 순환 신경망에 따라 구성된 장치 네트워크를 도시한다. 제1 세트(606)의 이식형 장치(602 및 604)는 검출 신호와 관련된 정보를 중간 장치(608)에 무선으로 전송한다. 제1 세트(606)의 이식형 장치에 의해 전송되는 정보는 재1 세트(406)의 하나 이상의 이식형 장치(602 또는 604)의 동적 상태 또는 제1 세트(606)의 하나 이상의 이식형 장치의 위치, 또는 제1 세트의 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출된 전기 펄스와 같은 추가 정보를 포함할 수 있다. 그런 다음, 중간 장치(608)는 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로 제1 세트(606)의 이식형 장치에 의해 전송된 다른 정보)를 제2 세트(614)의 이식형 장치(610 및 612)에 무선으로 전송하며, 이는 수신된 정보에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다.
중간 장치(608)는 정보를 분석하거나 분석하지 않으면서 제1 세트(606)의 이식형 장치에 의해 정보를 수신하고 제2 세트(412)의 이식형 장치(610 및 612)로 정보를 무선으로 전송함으로써 제1 세트(606)의 2개 이상의 이식형 장치(602 및 604)로부터 수신된 정보를 제2 세트(614)의 하나 이상의 이식형 장치(610 또는 612)로 무선 중계할 수 있다. 그런 다음 제2 세트(614)의 이식형 장치(610 및 612)는 제1 세트(606)의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보(및 선택적으로 제1 세트(606)의 이식형 장치에 의해 전송된 추가 정보)를 포함한 정보를 수신하고, 정보가 중간 장치(608)에 의해 사전 분석되지 않은 경우 수신된 정보를 분석하여 각 장치에 대한 트리거 신호를 생성한다(예를 들어, 제1 이식형 장치(610)의 동적 상태를 업데이트하고 및 제2 이식형 장치(612)의 동적 상태를 업데이트한다). 선택적으로, 이식형 장치(610)는 추가 검출 신호를 검출하고, 이식형 장치(610)는 화살표(616)로 표시된 바와 같이 제1 세트(606)의 2개 이상의 이식형 장치(602 및 604)에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보(및, 선택적으로, 제1 세트(606)의 이식형 장치에 의해 전송된 추가 정보의 일부 또는 전부) 및 제2 세트(612)의 제1 이식형 장치(610)에 의해 검출된 검출 신호를 분석하여 이식형 장치(610)의 트리거 신호를 생성한다(예를 들어, 동적 상태를 업데이트한다.). 일단 이식형 장치(610)가 트리거 신호를 생성하면, 그것은 트리거 신호에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다(또는 그러한 펄스를 방출하지 않는다). 제2 세트(614)의 제2 이식형 장치(612)(및 제2 세트의 임의의 다른 장치)는 제2 세트(614)의 제1 이식형 장치(610)와 유사한 방식으로 선택적으로 작동할 수 있다. 제2 세트(614)의 제1 이식형 장치(610) 및 제2 이식형 장치(612)는 또한 직접적으로 또는 중간 장치를 통해 서로 정보를 무선으로 통신할 수 있고, 이 정보는 장치의 동적 상태를 업데이트하기 위한 기초로 사용될 수 있다.
제2 세트(614)의 이식형 장치(610 및/또는 612)는 정보를 다시 중간 장치(608)에 무선으로 전송할 수 있으며, 이는 제2 세트(614)의 다른 이식형 장치에 또는 제1 세트(606)의 하나 이상의 이식형 장치에 정보를 무선으로 전송할 수 있다(분석의 유무에 관계없이). 제2 세트(614)의 이식형 장치에 의해 중간 장치(608)로 전송되는 정보는 제2 세트(614)의 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호, 제2 세트(614)에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출된 전기 펄스와 관련된 정보 또는 제2 세트(614)에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태와 관련된 정보(예를 들어, 하나 이상의 이식형 장치에 의해 생성된 트리거 신호)를 포함할 수 있다. 제1 세트(606)의 이식형 장치가 제2 세트(614)의 이식형 장치로부터 정보를 수신하면, 제1 세트(606)의 이식형 장치(602 및 604)의 동적 상태는 수신된 정보에 기초하여 업데이트될 수 있다. 제1 세트(606)의 제1 이식형 장치(602) 및 제1 세트(606)의 제2 이식형 장치(604)의 동적 상태는 화살표(620) 및 화살표(622)로 표시된 바와 같이 또한 또는 대안적으로 제1 이식형 장치(602) 또는 제2 이식형 장치(604)에 의해 검출된 검출 신호에 기초하여 업데이트될 수 있다(이는 미리 논의된 바와 같이 제2 이식형 장치로 전송된 동일한 검출 신호 정보이거나 제1 세트(606)의 제1 또는 제2 이식형 장치에 의해 검출된 새로운 검출 신호일 수 있다). 일부 실시 예에서, 제1 세트(606) 내의 이식형 장치는 장치(예를 들어, 이식형 장치(602) 및 이식형 장치(606)는 서로 무선으로 통신할 수 있음) 사이에서 직접 또는 중간 장치(608)를 통해 무선으로 통신하여 검출 신호 성분 또는 장치의 동적 상태와 같은 추가 정보를 전송할 수 있다. 제1 세트(606)의 제1 이식형 장치(602) 및/또는 제2 이식형 장치(604)의 동적 상태가 업데이트되면(즉, 제1 또는 제2 이식형 장치에 대해 트리거 신호가 생성되면), 제1 이식형 장치(602 및/또는 제2 이식형 장치(604)는, 제1 이식형 장치 또는 제2 이식형 장치가 그렇게하도록 구성된 경우, 트리거 신호에 기초하여 신경 활동을 조절하기 위해 전기 펄스를 방출할 수 있다(또는 방출하지 않을 수 있다).
이식형 장치
본 명세서에 설명된 이식형 장치 네트워크는 2개 이상의 이식형 장치를 포함한다. 네트워크 내의 일부 또는 모든 장치는 검출 신호를 검출하고 신경 활동을 조절하도록 구성된 전기 펄스를 방출하도록 구성될 수 있다. 네트워크의 일부 실시 예에서, 이식형 장치의 일부는 검출 신호를 검출하고 전기 펄스를 방출하지 않도록 구성될 수 있는 반면, 장치의 다른 부분은 전기 펄스를 방출하지만 검출 신호를 검출하지 않도록 구성될 수 있다.
일반적으로, 적어도 하나의 이식형 장치는 검출 신호를 검출하고 검출 신호와 관련된 정보를 무선으로 전송하도록 구성된다. 적어도 하나의 다른 이식형 장치는 검출 신호와 관련된 정보를 수신하고(이는 이식형 장치 또는 중간 장치와 같은 이식형 장치에 의해 수신되기 전에 선택적으로 분석됨), 검출 신호와 관련하여 수신된 정보를 기반으로 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출하도록 구성된다.
일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치는 초음파를 사용하여 다른 장치와 무선으로 통신한다. 장치에서 수신한 초음파는 장치에서 디코딩할 수 있는 정보를 인코딩할 수 있다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치는 초음파를 후방 산란하고, 정보를 무선으로 전송하기 위해 초음파 후방 산란파로 정보를 인코딩한다. 일부 실시 예에서, 하나 이상의 이식형 장치는 정보를 인코딩하는 초음파를 능동적으로 전송한다. 이식형 장치가 무선으로 전송하는 정보(장치에 의해 생성되어 능동적으로 전송되는 초음파 또는 장치에 의해 후방 산란된 초음파)는 다른 이식형 장치 또는 중간 장치일 수 있는 별도의 장치에 의해 수신될 수 있다. 이식형 장치가 초음파를 사용하여 통신하는 경우, 이식형 장치에는 초음파를 수신, 능동적으로 전송 또는 후방 산란시키는 하나 이상의 초음파 변환기가 포함된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이식형 장치는 장치에 전력을 공급하는 초음파를 수신하도록 구성된 하나 이상의 초음파 변환기를 포함할 수 있다. 무선으로 통신하도록 구성된 초음파 변환기 및 이식형 장치에 전력을 공급하는 초음파를 수신하도록 구성된 초음파 변환기는 동일하거나 다른 초음파 변환기일 수 있다.
도 7은 본 명세서에 기재된 이식형 장치를 위한 예시적인 신체의 개략도를 도시한다. 이식형 장치는 장치로부터 연장되는 전극을 추가로 포함할 수 있으며, 이는 신경과 전기적으로 통신하도록 위치하여 신경의 활동을 조절하거나 신경에 의해 전달되는 전기 생리학적 신호를 검출하기 위해 전기 펄스를 방출할 수 있다. 신체는 배터리 및/또는 전력 회로에 전기적으로 연결된 초음파 트랜스듀서와 변조 회로를 포함한다. 배터리 및/또는 전력 회로는 선택적인 비 일시적 메모리 및 변조 회로에 전기적으로 연결된 제어 회로에 전기적으로 연결되어 전력을 공급한다. 제어 회로는 또한 전기적으로 연결되고 자극 회로 및/또는 검출 회로를 작동하도록 구성된다. 초음파는 초음파 변환기에 의해 수신되고, 이는 초음파로부터의 에너지를 배터리 또는 전력 회로의 하나 이상의 커패시터를 충전하는 전기 에너지로 변환한다. 장치상의 전극은 전기 생리학적 신호 또는 생리학적 상태를 검출하도록 구성될 수 있으며, 전기 생리학적 신호 또는 생리학적 상태에 기초한 검출 신호는 제어 회로에 의해 수신된다. 제어 회로에 의해 수신된 검출 신호는 계산 회로에 의해 수신되기 전에 검출 회로에 의해 처리(예를 들어, 증폭, 디지털화 및/또는 필터링)될 수 있다. 선택적으로 제어 회로는 비 일시적 메모리에 액세스하여 감지 신호와 관련된 데이터를 저장한다. 이식형 장치가 전기 펄스를 방출하도록 구성된 경우 제어 회로는 자극 신호를 생성하고 자극 신호를 기반으로 신경에 전기 펄스를 방출하도록 자극 회로에서 전극을 작동할 수 있다. 선택적으로, 계산 회로는 신경에 방출되는 자극 신호 또는 전기 펄스와 관련된 데이터를 저장하기 위해 비 일시적 메모리에 액세스한다. 비 일시적 메모리에 저장된 데이터는 초음파 후방 산란파 또는 초음파 변환기에서 생성된 초음파를 통해 무선으로 전송될 수 있다. 제어 회로는 메모리에 액세스하고 변조 회로를 작동하여 변조 회로를 통해 흐르는 전류를 변조하여 초음파 상의 데이터를 인코딩한다.
일부 실시 예에서, 본체는 베이스, 하나 이상의 측벽 및 상단을 포함할 수 있는 하우징을 포함한다. 하우징은 하나 이상의 초음파 변환기 및 집적 회로(계산 회로, 비 일시적 메모리, 배터리, 변조 회로, 검출 회로 및/또는 자극 회로 포함)를 인클로징할 수 있다. 하우징은 (예를 들어 납땜 또는 레이저 용접에 의해) 밀봉 밀폐되어 간질액(interstitial fluid)이 초음파 트랜스듀서(들) 및/또는 집적 회로와 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 하우징은 바람직하게는 생체불활성(bioinert) 금속(예를 들어, 강철 또는 티타늄) 또는 생체불활성 세라믹(예를 들어, 티타니아 또는 알루미나)과 같은 생체불활성 물질로 제조된다. 하우징(또는 하우징 상단)은 초음파가 하우징을 통과할 수 있도록 얇을 수 있다. 일부 실시 예에서, 하우징의 두께는 두께가 약 100 마이크로미터(㎛) 이하, 예를 들어 약 75㎛ 이하, 약 50㎛ 이하, 약 25㎛ 이하, 또는 약 10㎛ 이하이다. 일부 실시 예에서, 하우징의 두께는 약 5㎛ 내지 약 10㎛, 약 10㎛ 내지 약 25㎛, 약 25㎛ 내지 약 50㎛, 약 50㎛ 내지 약 75㎛, 또는 약 75㎛ 내지 약 100㎛ 두께이다.
이식형 장치의 바디는 비교적 작기 때문에 이식형 장치와 종종 관련된 조직 염증을 제한하면서 편안하고 장기적인 이식이 가능하다. 일부 실시 예에서, 장치 바디의 가장 긴 치수는 약 5mm 내지 약 9mm, 또는 약 6mm 내지 약 8mm와 같이 약 10mm 이하이다.
일부 실시 예에서, 본체는 하우징 내에 폴리머와 같은 재료를 포함한다. 재료는 하우징 외부 조직과 하우징 내부 조직 간의 음향 임피던스 불일치를 줄이기 위해 하우징 내의 빈 공간을 채울 수 있다. 따라서, 장치의 본체는 바람직하게는 공기가 없거나 또는 진공이다.
이식형 장치의 초음파 변환기는 용량성 미세 기계가공 초음파 변환기(CMUT) 또는 압전 미세 기계가공 초음파 변환기(PMUT)와 같은 미세 기계가공 초음파 변환기일 수 있거나, 벌크 압전 변환기일 수 있다. 벌크 압전 변환기는 크리스탈, 세라믹 또는 폴리머와 같은 임의의 천연 또는 합성 재료일 수 있다. 예시적인 벌크 압전 변환기 재료는 바륨 티타네이트(BaTiO3), 납 지르코네이트 티타네이트(PZT), 아연 산화물(ZO), 알루미늄 질화물(AlN), 석영, 베를리나이트(AlPO4), 토파즈, 랑가사이트(langasit)(La3Ga5SiO14), 갈륨 오르토포스페이트(GaPO4), 리튬 니오베이트(LiNbO3), 리튬 탄탈라이트(LiTaO3), 칼륨 니오베이트(KNbO3), 나트륨 텅스텐(Na2WO3), 비스무트 페라이트(BiFeO3), 폴리비닐리덴(디)플루오라이드(PVDF) 및 납 마그네슘 니오베이트-납 티타네이트(PMN- PT)를 포함한다.
일부 실시 예에서, 벌크 압전 변환기는 대략 입방체(즉, 약 1:1:1의 종횡비(길이:폭: 높이))이다. 일부 실시 예에서, 압전 변환기는, 길이 또는 폭 측면에서 약 5:5:1 이상, 예를 들어 약 7:5:1 이상, 또는 약 10:10:1 이상의 종횡비를 갖는 판형이다. 일부 실시 예에서, 벌크 압전 변환기는 종횡비가 약 3:1:1 이상으로 길고 좁으며, 가장 긴 치수가 초음파 후방 산란파의 방향(즉, 편광 축)에 정렬된다. 일부 실시 예에서, 벌크 압전 변환기의 한 치수는 변환기의 구동 주파수 또는 공진 주파수에 해당하는 파장(λ)의 절반과 같다. 공진 주파수에서, 변환기의 한쪽 면에 충돌하는 초음파는 180° 위상 편이를 거쳐 반대 위상에 도달해, 2면 사이에 가장 큰 변위를 일으킨다. 일부 실시 예에서, 압전 변환기의 높이는 약 10㎛ 내지 약 1000㎛(예를 들어 약 40㎛ 내지 약 400㎛, 약 100㎛ 내지 약 250㎛, 약 250㎛ 내지 약 500㎛ 또는 약 500㎛ 내지 약 1000㎛)이다. 일부 실시 예에서, 압전 변환기의 높이는 약 5mm 이하(예를 들어 약 4mm 이하, 약 3mm 이하, 약 2mm 이하, 약 1mm 이하, 약 500㎛ 이하, 약 400㎛ 이하, 250㎛ 이하, 약 100㎛ 이하 또는 약 40㎛ 이하)이다. 일부 실시 예에서, 압전 변환기의 높이는 약 20㎛ 이상(예를 들어, 약 40㎛ 이상, 약 100㎛ 이상, 약 250㎛ 이상, 약 400㎛ 이상, 약 500㎛ 이상, 약 1mm 이상, 약 2mm 이상, 약 3mm 이상 또는 약 4mm 이상) 길이이다.
일부 실시 예에서, 초음파 변환기는 약 4mm 이하, 약 3mm 이하, 약 2mm 이하, 약 1mm 이하, 약 500㎛ 이하, 약 400㎛ 이하, 250㎛ 이하, 약 100㎛ 이하 또는 약 40㎛ 이하와 같이 가장 긴 치수에서 약 5mm 이하의 길이를 갖는다. 일부 실시 예에서, 초음파 변환기는 약 20㎛ 이상의 길이(예를 들어, 약 40㎛ 이상, 약 100㎛ 이상, 약 250㎛ 이상, 약 400㎛ 이상, 약 500㎛ 이상, 약 1mm 이상, 약 2mm 이상, 약 3mm 이상 또는 약 4mm 이상과 같은)의 가장 긴 치수를 갖는다.
초음파 변환기는 집적 회로와의 전기적 통신을 가능하게 하기 위해 2개의 전극에 연결된다. 제1 전극은 변환기의 제1 면에 부착되고 제2 전극은 변환기의 제2면에 부착되며, 여기서 제1 면과 제2 면은 1차원을 따라서 있는 변환기의 대향면들이다. 일부 실시 예에서, 전극은 은, 금, 백금, 백금-블랙, 폴리(3,4- 에틸렌디옥시티오펜(PEDOT), 전도성 중합체(예컨대 전도성 PDMS 또는 폴리이미드) 또는 니켈을 포함한다. 일부 실시 예에서, 변환기의 전극 사이의 축은 변환기의 모션에 직교이다.
이식형 장치의 집적 회로는 제어 회로(예를 들어, 디지털 회로, 혼합 신호 집적 회로 또는 계산 회로) 및 제어 회로에 의해 작동될 수 있는 변조 회로를 포함할 수 있다. 변조 회로는 하나 이상의 초음파 변환기에 전기적으로 연결되며 초음파 후방 산란파이거나 능동적으로 생성된(즉, 변환된) 초음파일 수 있는 초음파를 변조하여 데이터를 인코딩할 수 있다. 장치의 집적 회로는 검출 신호를 검출하도록 구성된 센서에 결합된 검출 회로를 포함할 수 있으며, 검출 회로는 제어 회로에 의해 작동될 수 있다. 이식형 장치의 집적 회로는 또한 또는 대안적으로 복수의 전극에 결합된 자극 회로를 포함할 수 있다. 자극 회로는 신경의 신경 활동을 조절하기 위해 목표 신경에 전기 펄스를 방출하도록 구성되며 제어 회로에 의해 작동될 수 있다.
제어 회로는 이식형 장치를 동작시키기 위한 메모리 및 하나 이상의 회로 블록, 시스템 또는 프로세서를 포함할 수 있다. 이러한 시스템은 예를 들어 온보드 마이크로 컨트롤러 또는 프로세서, FSM(Finite State Machine), FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 이식형 장치에 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행할 수 있는 디지털 회로를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제어 회로는 신호가 제어 회로에 의해 처리될 수 있도록 별도의 장치로부터 방출된 초음파로 인코딩된 아날로그 신호를 변환할 수 있는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함한다. 일부 실시 예에서, 집적 회로는 계산 회로에 의해 액세스될 수 있는 휘발성 메모리를 포함한다. 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 이식형 장치의 계산 회로는 트리거 신호를 생성하기 위해 검출 신호를 분석하는 데 사용될 수 있다.
이식형 장치의 변조 회로는 전류에서 데이터를 인코딩하기 위해 하나 이상의 초음파 변환기를 통해 흐르는 전류를 변조한다. 변조 회로는 온/오프 스위치 또는 전계 효과 트랜지스터(FET)와 같은 하나 이상의 스위치를 포함한다. 이식형 장치의 일부 실시 예와 함께 사용될 수 있는 예시적인 FET는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)이다. 변조 회로는 초음파 변환기를 통해 흐르는 전류의 임피던스를 변경할 수 있으며 변환기를 통해 흐르는 전류의 변화는 정보를 인코딩한다. 또는 능동적으로 전송되는 초음파를 통해 정보가 전송되는 경우, 집적 회로는 정보를 인코딩하는 초음파를 능동적으로 전송하도록 초음파 변환기를 작동시킬 수 있다. 일부 실시 예에서, 변조 회로는 디지털화된 또는 아날로그 신호로 정보를 능동적으로 인코딩할 수 있는 제어 회로(예를 들어, 계산 회로, 디지털 회로 또는 혼합 신호 집적 회로)에 의해 작동된다.
집적 회로는 에너지 저장 회로를 포함할 수 있는 전력 회로를 더 포함할 수 있다. 초음파에 의해 전력이 공급되는 이식형 장치는 배터리가 없을 수 있지만, 에너지 저장 회로는 전기 에너지를 일시적으로 저장하기 위해 하나 이상의 커패시터를 포함할 수 있다. 그러나, 일부 실시 예에서, 이식형 장치는 장치에 전력을 공급하는 에너지를 저장하도록 구성된 배터리를 포함한다. 초음파로부터의 에너지는 초음파 변환기에 의해 전류로 변환될 수 있으며 하나 이상의 커패시터를 포함할 수 있는 에너지 저장 회로에 저장될 수 있다. 에너지는 디지털 회로, 변조 회로 또는 하나 이상의 증폭기에 전력을 제공하는 것과 같이 이식형 장치를 작동하는 데 사용되거나 조직을 자극하는 데 사용되는 전기 펄스를 생성하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시 예에서, 전력 회로는 예를 들어 정류기 및/또는 차지 펌프(charge pump)를 더 포함한다.
일부 실시 예에서, 이식형 장치는 하나 이상의 초음파 변환기로부터 전기 에너지를 수신하고 계산 회로에 전력을 공급하도록 구성된 배터리를 더 포함한다. 배터리를 포함하면 전기 생리학적 신호를 검출하거나 신경에 전기 펄스를 방출하는 것을 포함하여 외부 전원 없이도 계산 회로가 작동할 수 있다. 배터리는 이식형 장치의 본체에 포함될 수 있다. 배터리는 예를 들어 충전 가능한 전기 화학 배터리 일 수 있다. 배터리에 의해 저장된 에너지는 예를 들어 하나 이상의 초음파 변환기가 초음파를 수신하지 않을 때 장치에 전력을 공급할 수 있다. 배터리는 하나 이상의 초음파 변환기에 의해 수신되는 별도의 장치를 사용하여 장치에 초음파를 전송하여 충전할 수 있다. 하나 이상의 초음파 변환기는 초음파를 전기 에너지로 변환하고 배터리에 전기적으로 연결된다. 이러한 방식으로 전기 에너지는 장치의 배터리를 충전한다.
이식형 장치는 또한 장치에 의해 검출된 검출 신호 또는 장치에 의해 방출되는 전기 펄스와 관련된 정보에 기초하여 데이터를 저장하도록 구성된 비 일시적 메모리를 포함할 수 있다. 데이터는 예를 들어 타임 스탬프, 속도, 방향, 진폭, 주파수 또는 검출된 활동 전위 또는 복합 활동 전위; 및/또는 이식형 장치에 의해 방출되는 전기 펄스의 타임스탬프, 진폭, 주파수 또는 파형을 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 비 일시적 메모리는 검출된 생리학적 상태(예를 들어, 온도, pH, 압력, 심박수, 균주, 및/또는 분석물의 존재 또는 양)와 관련된 데이터를 저장할 수 있다. 비 일시적 메모리에 저장된 데이터는 일정 시간(약 1분 이상, 약 5분 이상, 약 10분 이상, 약 15 분 이상, 약 30분 이상, 약 45분 이상, 약 1시간 이상, 약 2시간 이상, 약 4시간 이상, 약 6시간 이상, 약 8시간 이상, 약 12시간 이상 또는 약 24시간 이상과 같은) 동안 획득될 수 있다.
비 일시적 메모리는 또한 별도의 이식형 장치 또는 중간 장치와 같은 별도의 장치로부터 장치로 전송된 데이터를 저장하는데 사용될 수 있다. 별도의 장치는 이식형 장치에 의해 수신되고 비 일시적 메모리에 저장될 수 있는 데이터(예를 들어, 검출 신호 또는 트리거 신호)를 전송할 수 있다. 예를 들어 데이터를 인코딩하는 초음파를 통해 데이터를 전송할 수 있다. 별도의 장치는 장치의 초음파 변환기에 의해 수신되고 계산 회로에 의해 해독되는 초음파를 전송할 수 있다.
선택적으로, 비 일시적 메모리는 제어 회로를 사용하여 실행될 수 있는 장치를 작동하기 위한 하나 이상의 명령을 저장한다. 예를 들어, 비 일시적 메모리는 기초가 된 검출 신호를 수신하고; 트리거 신호를 생성하고; 자극 신호를 생성하거나 검색하고; 및/또는 이식형 장치에서 센서를 작동시키는 명령을 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 비 일시적 메모리는 전기 펄스의 표적 방출을 위해 복수의 전극으로 하나 이상의 전극을 선택적으로 활성화하기위한 명령을 포함한다.
본 명세서에 설명된 네트워크의 이식형 장치의 적어도 일부는 검출 신호를 검출하고 검출 신호와 관련된 정보를 이식형 장치로부터 무선으로 전송하도록 구성된다. 이러한 이식형 장치는 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 초음파, 또는 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 후방 산란 초음파를 능동적으로 전송하도록 구성된 하나 이상의 초음파 변환기를 포함한다. 이식형 장치는 검출 신호를 검출하도록 구성된 하나 이상의 센서를 더 포함한다. 하나 이상의 센서는 신경에 의해 전달되는 생리학적 상태 또는 전기 생리학적 신호, 또는 둘 다를 검출하도록 구성될 수 있다. 일부 실시 예에서, 검출 신호는 2개 이상의 성분을 포함하고, 이식형 장치는 검출 신호의 상이한 성분을 검출하기 위해 2개 이상의 상이한 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이식형 장치는 전기 생리학적 신호를 감지하도록 구성된 복수의 전극을 포함하는 제1 센서 및 생리학적 상태(예를 들어, pH, 온도, 분석 물의 양(예를 들어, 농도), 분석물의 존재, 압력, 생체 임피던스 또는 균주와 같은)를 검출하도록 구성된 제2 센서를 포함할 수 있다. 예시적인 이식형 장치는 US 2018/0085605; WO 2018/009905; WO 2018/009910; 및 WO 2018/009911에 설명되어 있다. 이식형 장치에 의해 검출된 분석물(양 또는 존재)은 예를 들어 포도당 또는 산소일 수 있다.
이식형 장치의 하나 이상의 센서는 제어 회로에 의해 작동되는 검출 회로에 연결될 수 있다. 제어 회로는 검출 신호와 관련된 정보를 메모리에 저장하거나 및/또는 변조 회로를 작동하여 초음파 변환기에 의해 생성되거나 후방산란된 초음파로 정보를 인코딩할 수 있다. 일부 실시 예에서, 제어 회로는 장치에 의해 생성되거나 장치로부터 후방 산란되는 초음파로 인코딩될 수 있는 트리거 신호를 생성하기 위해 검출 신호를 분석한다.
일부 실시 예에서, 이식형 장치는 온도, pH, 분석물 양(예를 들어, 포도당 또는 산소), 분석물의 존재, 균주 또는 압력과 같은 생리학적 상태를 검출하도록 구성된 센서를 포함한다. 일부 실시 예에서, 이식형 장치는 신경과 전기적으로 통신하는 복수의 전극을 포함할 수 있는 전기 생리학적 신호를 검출하도록 구성된 센서를 포함한다. 이식형 장치는 동일한 생리학적 상태 또는 다른 생리학적 상태를 검출할 수 있는 하나 이상의(예를 들어, 2, 3, 4, 5 또는 그 이상의) 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 이식형 장치는 10, 9, 8, 7, 6 또는 5개 이하의 센서를 포함한다. 예를 들어, 일부 실시 예에서, 이식형 장치는 온도를 검출하도록 구성된 제1 센서 및 산소를 검출하도록 구성된 제2 센서를 포함한다. 두 생리학적 상태의 변화는 초음파 후방 산란파로 인코딩될 수 있으며, 이는 외부 컴퓨팅 시스템에 의해 해독될 수 있다.
추가로, 네트워크의 하나 이상의 이식형 장치는 이식형 장치에 의해 수신된 검출 신호와 관련된 정보에 기초하여 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다. 일부 실시 예에서, 전기 펄스를 방출하도록 구성된 이식형 장치는 또한 추가 검출 신호(예를 들어, 생리학적 상태 및/또는 전기 생리학적 신호)를 검출할 수 있고, 이식형 장치는 다른 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호에 관련된 정보 및 추가 검출 신호와 관련된 정보에 기초하여 하나 이상의 전기 펄스를 방출할 수 있다.
전기 펄스를 방출하도록 구성된 이식형 장치는 이식형 장치의 자극 회로에 전기적으로 결합된 복수의 전극을 포함한다. 전극은 표적 신경과 전기적으로 통신하여 위치하며, 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 전기 펄스를 방출할 수 있다. 일부 실시 예에서, 이식형 장치에 의해 방출되는 전기 펄스는 조직에서 활동 전위를 자극한다. 일부 실시 예에서, 이식형 장치에 의해 방출되는 전기 펄스는 조직에서 활동 전위를 차단한다. 이식형 장치의 제어 회로는 트리거 신호를 기반으로 자극 신호를 생성하고 자극 신호를 이용하여 자극 회로를 동작시킨다. 예를 들어, 자극 신호는 펄스 진폭, 주파수 및/또는 파형을 포함할 수 있고, 제어 회로는 자극 신호에 따라 펄스를 방출하도록 자극 회로를 통해 전극을 제어한다.
전기 펄스를 방출하도록 구성된 이식형 장치의 자극 회로는 하나 이상의 초음파 변환기에 의해 초음파로부터 변환된 전기 에너지 또는, 배터리, 전력 회로에 의해 충전될 수 있는 자극 커패시터를 포함할 수 있다. 예를 들어 커패시터 전하와 같은 자극 커패시터의 상태는 계산 회로에 의해 판정될 수 있다. 선택적으로, 자극 커패시터의 상태는 비 일시적 메모리에 기록되거나 계산 회로에 의해 작동되는 변조 회로를 통해 초음파 후방 산란파로 인코딩된다. 일부 실시 예에서, 제어 회로는 커패시터의 충전과 같은 자극 커패시터 상태를 판정하도록 구성된다. 커패시터 상태는 비 일시적 메모리에 저장되거나 및/또는 초음파 후방 산란파로 인코딩될 수 있다.
일부 실시 예에서, 이식형 장치의 제어 회로는 검출 신호와 관련된 정보를 분석하고 트리거 신호를 생성한다. 트리거 신호는 자극 신호를 생성하기 위해 제어 회로에 의해 사용되며, 제어 회로는 자극 회로를 작동하여 하나 이상의 전기 펄스를 방출한다. 일부 실시 예에서, 제어 회로는 이식형 장치에 의해 수신된 초음파(예를 들어, 다른 이식형 장치 또는 중간 장치에 의해 후방 산란되거나 생성된 초음파)로 인코딩된 데이터로부터 트리거 신호를 추출한다. 그런 다음 제어 회로는 트리거 신호에 기초하여 자극 신호를 생성하고 자극 신호에 기초하여 하나 이상의 전기 펄스를 방출하도록 자극 회로를 작동시킬 수 있다.
중간 장치
여기에 설명된 네트워크는 선택적으로 하나 이상의 중간 장치를 포함할 수 있으며, 이는 네트워크에서 2개 이상의 이식형 장치를 연결하는 데 사용될 수 있다. 네트워크가 이식형 장치 간의 직접 무선 통신을 포함할 수 있지만, 중간 장치는 하나 이상의 이식형 장치에 통신(예를 들어, 검출 신호에 기초한 데이터)을 중계하는 데 사용될 수 있거나 검출 신호에 관련된 정보와 같은 정보를 처리하여 하나 이상의 이식형 장치에 무선으로 통신되는 트리거 신호를 생성할 수 있다. 일부 실시 예에서, 중간 장치는 또한 초음파를 통해 네트워크의 이식형 장치 중 하나 이상에 무선으로 전력을 공급할 수 있다.
중간 장치는 정보를 인코딩하는 초음파를 수신하고 정보를 인코딩하는 초음파를 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 중간 장치는 제1 장치에 의해 수신되는 초음파를 생성할 수 있다. 제1 장치는 초음파를 후방 산란하고 중간 장치에 의해 수신한 초음파 후방 산란에 정보를 인코딩한다. 그런 다음 중간 장치는 정보를 추출하고 선택적으로 정보를 분석할 수 있다. 중간 장치는 그런 다음 정보 또는 분석된 정보(예를 들어, 트리거 신호)를 인코딩하는 초음파를 생성할 수 있으며, 이는 제2 이식형 장치에 의해 수신된다. 그런 다음 제2 이식형 장치는 초음파에서 정보를 추출할 수 있다. 중간 장치는 복수의 장치로부터 정보를 수신하고, 복수의 장치로부터 정보를 중계하거나 분석할 수 있다.
중간 장치는 초음파 송신기 및/또는 초음파 수신기(또는 초음파를 대안적으로 송신 또는 수신하도록 구성될 수 있는 트랜시버)로서 작동할 수 있는 하나 이상의 초음파 변환기를 포함한다. 하나 이상의 변환기는 변환기 어레이로서 배열될 수 있고, 중간 장치는 선택적으로 하나 이상의 변환기 어레이를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 초음파 전송 기능은 별도의 장치에서 초음파 수신 기능과 분리된다. 즉, 선택적으로, 중간 장치는 초음파를 하나 이상의 이식형 장치로 전송하는 제1 성분 및 하나 이상의 이식형 장치로부터 초음파를 수신하는 제2 성분을 포함한다. 일부 실시 예에서, 어레이 내의 변환기는 규칙적인 간격, 불규칙한 간격을 갖거나 드물게 배치될 수 있다. 일부 실시 예에서, 어레이는 유연하다. 일부 실시 예에서 어레이는 평면형이고, 일부 실시 예에서 어레이는 비 평면형이다.
예시적인 중간 장치의 개략도가 도 8에 도시되어있다. 예시된 중간 장치는 복수의 초음파 변환기를 갖는 변환기 어레이를 보여준다. 일부 실시 예에서, 변환기 어레이는 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 5개 이상, 7개 이상, 10개 이상, 15개 이상, 20개 이상, 25개 이상, 50개 이상, 100개 이상, 250개 이상, 500개 이상, 1000개 이상, 2500개 이상, 5000개 이상 또는 10,000개 이상의 변환기를 포함한다. 일부 실시 예에서, 변환기 어레이는 100,000 이하, 50,000 이하, 25,000 이하, 10,000 이하, 5000 이하, 2500 이하, 1000 이하, 500 이하, 200 이하, 150 이하, 100 이하, 90 이하, 80 이하, 70 이하, 60 이하, 50 이하, 40 이하, 30 이하, 25 이하, 20 이하, 15 이하, 10 이하, 7 이하, 5개 이하의 변환기를 포함한다. 변환기 어레이는 예를 들어 50개 이상의 초음파 변환기 픽셀을 포함하는 칩일 수 있다.
도 8에 도시된 중간 장치는 단일 변환기 어레이를 도시한다. 그러나 중간 장치는 1개 이상, 2개 이상 또는 3개 이상의 개별 어레이를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 중간 장치는 10개 이하의 변환기 어레이(예를 들어, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1개의 변환기 어레이)를 포함한다. 예를 들어, 별도의 어레이는 피험자의 상이한 지점에 배치될 수 있으며, 동일하거나 다른 이식형 장치와 통신할 수 있다. 일부 실시 예에서, 어레이는 이식형 장치의 반대편에 위치한다. 중간 장치는 변환기 어레이의 각 변환기에 대한 채널을 포함하는 ASIC(application specific integrated circuit)을 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 채널은 스위치(도 8에서 "T/Rx"로 표시됨)를 포함한다. 스위치는 초음파를 전송하거나 초음파를 수신하도록 채널에 연결된 변환기를 대안적으로 구성할 수 있다. 스위치는 초음파 수신 회로를 고전압 초음파 전송 회로에서 분리할 수 있다.
일부 실시 예에서, 채널에 연결된 변환기는 초음파를 수신만 하거나 전송만 하도록 구성되며, 스위치는 채널에서 선택적으로 생략된다. 채널은 전송된 초음파를 제어하도록 작동하는 지연 제어를 포함할 수 있다. 지연 제어는 예를 들어 위상 편이, 시간 지연, 펄스 주파수 및/또는 파형(진폭 및 파장 포함)을 제어할 수 있다. 지연 제어는 레벨 시프터에 연결되어 초음파를 전송하기 위해 입력 펄스를 지연 제어로부터 변환기에 의해 사용되는 더 높은 전압으로 이동시킨다. 일부 실시 예에서, 각 채널에 대한 파형 및 주파수를 나타내는 데이터는 '파도 테이블'에 저장될 수 있다. 이를 통해 각 채널의 전송 파형이 상이하게 되는 것을 허용할 수 있다. 그런 다음 지연 제어 및 레벨 시프터를 사용하여 이 데이터를 변환기 어레이에 대한 실제 전송 신호로 '스트리밍'할 수 있다. 일부 실시 예에서, 각 채널에 대한 전송 파형은 마이크로 컨트롤러 또는 다른 디지털 시스템의 고속 직렬 출력에 의해 직접 산출되고 레벨 시프터 또는 고전압 증폭기를 통해 변환기 엘리먼트로 전송될 수 있다. 일부 실시 예에서, ASIC는 ASIC에 공급되는 제1 전압을 채널에 인가되는 더 높은 제2 전압으로 변환하기 위해 차지 펌프(도 8에 도시됨)를 포함한다. 채널은 지연 제어를 작동하는 디지털 컨트롤러와 같은 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다.
초음파 수신 회로에서, 수신된 초음파는 변환기(수신 모드로 설정)에 의해 전류로 변환되어 데이터 캡처 회로로 전송된다. 일부 실시 예에서, 증폭기, 아날로그-디지털 변환기(ADC), 가변 이득 증폭기, 또는 조직 손실을 보상하는 시간 이득 제어 가변 이득 증폭기, 및/또는 대역 통과 필터가 수신 회로에 포함된다. ASIC는 배터리(중간 장치의 웨어러블 실시 예에 선호됨)와 같은 전원 공급 장치에서 전력을 끌어 올 수 있다. 도 8에 예시된 실시 예에서, 1.8V 전원이 ASIC에 제공되며, 이는 적절한 전압을 사용할 수 있지만 차지 펌프에 의해 32V로 증가된다. 일부 실시 예에서, 중간 장치는 프로세서 및/또는 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 메모리를 포함한다. 일부 실시 예에서, 위에서 설명된 채널은 T/Rx 스위치를 포함하지 않고 대신 좋은 포화도 회복(saturation recovery)을 갖는 저잡음 증폭기의 형태로 고전압 Rx(수신기 회로)와 함께 독립적인 Tx(송신) 및 Rx(수신)를 포함한다. 일부 실시 예에서, T/Rx 회로는 순환기를 포함한다. 일부 실시 예에서, 변환기 어레이는 장치 송신/수신 회로의 처리 채널보다 더 많은 변환기 엘리먼트를 포함하며, 멀티플렉서는 각 펄스에 대해 서로 다른 세트의 송신 엘리먼트를 선택한다. 예를 들어, 64개의 송신은 3:1 멀티플렉서를 통해 192개의 물리적 변환기 엘리먼트에 연결된 채널을 수신하고, 주어진 펄스에서 오직 64개의 변환기 엘리먼트만 활성화된다.
일부 실시 예에서, 중간 장치는 트리거 신호를 생성하기 위해 검출 신호와 관련된 정보를 분석하도록 구성된 계산 회로를 포함한다. 트리거 신호는 트리거 신호에 따라 전기 펄스를 방출하도록 이식형 장치를 제어하는 하나 이상의 이식형 장치에 무선으로 통신될 수 있다.
일부 실시 예에서, 중간 장치는 이식형이다. 일부 실시 예에서, 중간 장치는 외부 (즉, 이식되지 않은)장치이다. 예를 들어, 외부 중간 장치는 웨어러블일 수 있으며, 이는 스트랩 또는 접착제에 의해 몸체에 고정될 수 있다. 다른 예에서, 외부 중간 장치는 사용자(예를 들어, 의료 전문가)가 붙잡을 수 있는 지팡이일 수 있다. 일부 실시 예에서, 중간 장치는 봉합사, 단순 표면 장력, 천 랩, 슬리브, 탄성 밴드와 같은 의복 기반 고정 장치를 통해 또는 피하(sub-cutaneous) 고정에 의해 몸체에 고정될 수 있다. 중간 장치의 변환기 또는 변환기 어레이는 나머지 변환기와 별도로 배치될 수 있다. 예를 들어, 변환기 어레이는 제1 위치(예를 들어, 하나 이상의 이식된 장치에 근접한 위치와 같은)에서 피험자의 피부에 고정될 수 있으며, 나머지 중간 장치는 중간 장치의 나머지에 변환기 또는 변환기 어레이를 와이어 테더링하며 제2 위치에 위치할 수 있다.
변환기 어레이의 특정 설계는 원하는 침투 깊이, 어퍼처 크기 및 어레이 내 개별 변환기의 크기에 따라 다르다. 변환기 어레이의 레일리(Rayleigh) 거리 R은 다음과 같이 계산된다.
Figure pct00001
여기서 D는 어퍼처의 크기이고 λ는 전파 매체(즉, 조직)의 초음파 파장이다. 당해 분야에서 이해되는 바와 같이, 레일리 거리는 어레이에 의해 방사된 빔이 완전히 형성되는 거리이다. 즉, 수신된 전력을 최대화하기 위해 가해지는 압력이 레일리 거리에서 자연스러운 초점으로 수렴된다. 따라서, 일부 실시 예에서, 이식형 장치는 변환기 어레이로부터 레일리 거리와 거의 동일한 거리에 있다.
변환기 어레이의 개별 변환기는 빔형성 또는 빔 스티어링 프로세스를 통해 변환기 어레이에 의해 방출되는 초음파 빔의 레일리 거리와 위치를 제어하도록 변조될 수 있다. LCMV(Linearly constrained minimum variance) 빔형성과 같은 기술을 사용하여 복수의 이식형 장치를 외부 초음파 트랜시버와 통신할 수 있다. 예를 들어 Bertrand 등의, Beamforming Approaches for Untethered, Ultrasonic Neural Dust Motes for Cortical Recording: a Simulation Study, IEEE EMBC(Aug. 2014)를 참조하라. 일부 실시 예에서, 빔 스티어링은 어레이에서 변환기에 의해 방출된 초음파의 파워 또는 위상을 조정함으로써 수행된다.
일부 실시 예에서, 중간 장치는 하나 이상의 변환기를 사용하여 초음파를 빔 스티어링하기 위한 명령, 하나 이상의 이식형 장치의 상대적 위치를 판정하기 위한 명령, 하나 이상의 이식형 장치의 상대적인 움직임을 모니터링하기 위한 명령, 하나 이상의 이식형 장치의 상대적인 움직임을 기록하기 위한 명령, 및 복수의 이식형 장치로부터 후방 산란을 디콘볼루션하기(deconvoluting) 위한 명령 중 하나 이상을 포함한다.
선택적으로, 중간 장치는 모바일 장치(예를 들어, 스마트폰 또는 테블릿)와 같은 별도의 컴퓨터 시스템을 사용하여 제어된다. 컴퓨터 시스템은 예를 들어 네트워크 연결, 무선 주파수(RF) 연결 또는 블루투스를 통해 중간 장치와 무선으로 통신할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템은 중간 장치를 켜고 끄거나, 중간 장치가 수신한 초음파로 인코딩된 정보를 분석할 수 있다.
무선 통신
네트워크의 이식형 장치로부터 능동적으로 전송되거나 후방 산란될 수 있는 초음파에서의 정보를 인코딩하여 이식형 장치로부터 무선으로 정보를 전송할 수 있다. 무선 통신에 초음파를 사용하는 것은 초음파가 무선 주파수보다 낮은 에너지를 사용하여 효율적으로 통신할 수 있기 때문에 무선 주파수와 같은 다른 무선 통신 방식보다 선호된다.
신경 조절 네트워크의 이식형 장치는 양방향 무선 통신을 위해 구성될 수 있다. 즉, 장치는 하나 이상의 개별 이식형 장치 및/또는 하나 이상의 중간 장치로부터 정보를 무선으로 수신하고, 하나 이상의 개별 이식형 장치 및/또는 하나 이상의 중간 장치로부터 정보를 무선으로 전송하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이식형 장치는 중간 장치로부터 검출 신호와 관련된 정보를 무선으로 수신하고 및/또는 검출 신호와 관련된 정보를 중간 장치 또는 하나 이상의 이식형 장치로 무선으로 전송하도록 구성될 수 있다. 이식형 장치는 장치의 상태와 관련된 정보 또는 장치에 의해 방출되는 전기 펄스와 관련된 정보와 같은 정보를 중간 장치에 무선으로 전송하도록 구성될 수 있다. 일부 실시 예에서, 이식형 장치는 정보를 전송만 하거나 정보를 수신만 하도록 구성된다. 중간 장치(들)는 양방향 무선 통신을 위해 구성되고, 이식형 장치 또는 다른 중간 장치로부터 정보를 수신할 수 있으며, 이식형 장치 또는 다른 중간 장치로 정보를 전송할 수 있다. 일부 실시 예에서, 중간 장치는 이식형 장치로부터 정보를 무선으로 수신하거나 전송하도록 추가로 구성된다.
이식형 장치 및/또는 중간 장치는 정보를 양방향 또는 단방향(수신 또는 전송 중 어느 하나) 정보에 사용할 수 있는 하나 이상의 초음파 변환기를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 장치는 정보를 전송하도록 구성된 제1 초음파 변환기 및 정보를 수신하도록 구성된 제2 초음파 변환기를 포함한다. 일부 실시 예에서, 초음파 변환기는 전송 모드 또는 수신 모드에서 초음파 변환기를 선택적으로 구성할 수 있는 스위치에 의해 제어된다.
하나 이상의 초음파 변환기는 초음파에서 정보(예를 들어, 검출 신호 정보)를 인코딩하기 위해 계산 회로에 의해 작동된다. 일부 실시 예에서, 계산 회로는 정보를 인코딩하는 초음파를 능동적으로 생성하기 위해 하나 이상의 초음파 변환기를 작동시킨다.
일부 실시 예에서, 이식형 장치는 초음파 후방 산란파를 통해 정보를 무선으로 전송한다. 이식형 장치는 이식형 장치상의 하나 이상의 초음파 변환기를 통해 중간 장치 또는 다른 이식형 장치로부터 초음파를 수신한다. 이식형 장치에서 초음파 변환기(들)의 진동은 변환기의 전기 단자에 전압을 생성하여 전류가 초음파 변환기와 변조 회로를 통해 흐르게 한다. 초음파 후방 산란파는 이식형 장치로부터 무선으로 전송된 정보를 인코딩할 수 있는 초음파 변환기로부터 후방 산란된다. 정보는 예를 들어 후방 산란 초음파의 진폭, 주파수 또는 위상의 변화에 의해 인코딩될 수 있다. 초음파 후방 산란파의 신호를 인코딩하기 위해 이식형 장치의 초음파 변환기(들)를 통해 흐르는 전류가 인코딩된 정보의 함수로 변조된다. 일부 실시 예에서, 전류의 변조는 아날로그 신호일 수 있다. 일부 실시 예에서, 전류의 변조는 이식형 장치의 계산 회로에 의해 제어될 수 있는 디지털화된 신호를 인코딩한다. 정보를 인코딩하는 초음파 후방 산란파는 수신 장치(즉, 이식형 장치 또는 중간 장치)에 의해 수신된다.
도 9a는 초음파를 통해 제2 이식형 장치(908)와 무선 통신하는 제1 이식형 장치(902)를 도시한다. 제1 이식형 장치(902)는 초음파 변환기(904)를 사용하여 초음파("반송파")를 생성한다. 검출 신호와 같은 정보는 집적 회로(906)를 통해 초음파 반송파로 인코딩될 수 있다. 반송파는 조직을 통과하여 제2 이식형 장치(908)의 초음파 변환기(910)에 도달한다. 반송파는 초음파 변환기(910)(예를 들어, 벌크 압전 변환기, PUMT 또는 CMUT)에 기계적 진동을 일으키고, 이는 초음파 변환기를 가로 질러 전압을 생성한다. 전압은 제2 이식형 장치(908)상의 집적 회로(912)를 통해 흐르는 전류를 제공한다. 집적 회로(912)는 반송파에서 인코딩된 정보를 디코딩할 수 있다. 또한, 초음파 변환기(910)로 흐르는 전류는 이식형 장치의 변환기가 초음파를 후방 산란 시키게한다. 일부 실시 예에서, 집적 회로(912)는 추가 정보를 인코딩하기 위해 초음파 변환기(912)를 통해 흐르는 전류를 변조하고, 결과적인 초음파 후방 산란파가 정보를 인코딩한다. 후방 산란파는 제1 이식형 장치(902) 또는 중간 장치에 의해 수신될 수 있고, 초음파 후방 산란에 인코딩된 정보를 해석하도록 분석될 수 있다.
도 9b는 초음파를 통해 중간 장치(916)와 무선 통신하는 이식형 장치(914)를 도시한다. 중간 장치(916)는 이식형 장치 또는 외부 장치일 수 있으며, 초음파 변환기(920)에 결합된 집적 회로(918)를 포함한다. 중간 장치(916)는 중간 장치의 초음파 변환기(920)를 통해 초음파 반송파를 생성할 수 있으며, 이는 이식형 장치의 초음파 변환기(922)에 의해 수신된다. 초음파 반송파는 하나 이상의 검출 신호 또는 트리거 신호와 같은 정보를 인코딩할 수 있으며, 정보는 이식형 장치(914)의 집적 회로(924)를 통해 디코딩될 수 있다. 일부 실시 예에서, 초음파 반송파는 정보를 인코딩하지 않지만, 그러나 이식형 장치(914)에 의해 수신되어 이식형 장치(914)에 전력을 공급하거나 초음파 후방 산란파를 생성할 수 있다. 초음파 변환기(922)에 의해 수신된 초음파 반송파는 초음파 변환기(922)를 통해 흐르는 전류를 생성한다. 전류는 정보를 초음파 후방 산란파로 인코딩하기 위해 이식형 장치(924)의 집적 회로(924)에 의해 변조될 수 있다. 후방 산란파는 중간 장치(918) 또는 다른 장치(즉, 다른 중간 장치 또는 다른 이식형 장치)에 의해 수신될 수 있으며, 초음파 후방 산란에 인코딩된 정보를 해석하도록 분석될 수 있다.
장치 간의 통신(즉, 2개 이상의 이식형 장치 사이 또는 이식형 장치와 중간 장치 사이)은 초음파를 송수신하는 펄스 에코 방법을 사용할 수 있다. 펄스 에코 방식에서, 장치는 미리 정해진 주파수로 일련의 펄스를 전송한 다음 별도의 장치로부터 후방 산란 에코를 수신한다. 일부 실시 예에서, 펄스는 정사각형, 직사각형, 삼각형, 톱니형 또는 사인파이다. 일부 실시 예에서, 펄스 출력은 2 레벨(GND 및 POS), 3 레벨(GND, NEG, POS), 5 레벨 또는 임의의 다른 다중 레벨(예를 들어, 24 비트 DAC를 사용하는 경우)일 수 있다. 일부 실시 예에서, 펄스는 작동 중에 장치에 의해 연속적으로 전송된다. 초음파를 수신하도록 구성된 변환기 및 초음파를 전송하도록 구성된 변환기는 장치의 동일한 변환기 어레이 또는 상이한 변환기 어레이에 있을 수 있다. 일부 실시 예에서, 장치상의 변환기는 초음파를 대안적으로 송신 또는 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 변환기는 하나 이상의 펄스 전송과 일시 중지 기간 사이를 순환할 수 있다. 변환기는 하나 이상의 펄스를 전송할 때 초음파를 전송하도록 구성되고, 일시 중지 기간 동안 수신 모드로 전환할 수 있다.
일부 실시 예에서, 후방 산란 초음파는 이식형 장치 또는 중간 장치에 의해 디지털화된다. 예를 들어, 이식형 장치는 오실로스코프 또는 아날로그-디지털 변환기(ADC) 및/또는 메모리를 포함할 수 있으며, 이는 전류(또는 임피던스) 변동에서 정보를 디지털 방식으로 인코딩할 수 있다. 정보를 인코딩할 수 있는 디지털화된 전류 변동은 초음파 변환기에 의해 수신되고, 그런 다음 디지털화된 음파를 전송한다. 디지털화된 데이터는 예를 들어 SVD(singular value decomposition) 및 최소 제곱 기반 압축을 사용하여 아날로그 데이터를 압축할 수 있다. 일부 실시 예에서, 압축은 상관기 또는 패턴 검출 알고리즘에 의해 수행된다. 후방 산란 신호는 단일 시간 인스턴스에서 재구성 데이터 포인트를 생성하기 위해 후방 산란 영역의 4차 버터워스 대역 통과 필터 정류 적분과 같은 일련의 비선형 변환을 거칠 수 있다. 이러한 변환은 하드웨어(즉, 하드 코딩) 또는 소프트웨어에서 수행할 수 있다.
일부 실시 예에서, 디지털화된 데이터는 고유 식별자를 포함할 수 있다. 고유 식별자는 예를 들어 복수의 이식형 장치를 포함하는 시스템 및/또는 복수의 전극 쌍을 포함하는 이식형 장치에서 유용할 수 있다. 예를 들어, 고유 식별자는 복수의 이식형 장치로부터의 경우, 예를 들어 이식형 장치로부터 정보(검증 신호와 같은)를 전송할 때 원래의 이식형 장치를 식별할 수 있다. 일부 실시 예에서, 이식형 장치는 동시에 또는 대안적으로 단일 이식형 장치에 의해 전기 펄스를 방출할 수 있는 복수의 전극 쌍을 포함한다. 예를 들어, 상이한 쌍의 전극은 상이한 조직(예를 들어, 상이한 신경 또는 상이한 근육) 또는 동일한 조직의 상이한 영역에서 전기 펄스를 방출하도록 구성될 수 있다. 디지털화된 회로는 고유 식별자를 인코딩하여 전기 펄스를 방출한 전극 쌍을 식별 및/또는 확인할 수 있다.
일부 실시 예에서, 디지털화된 신호는 아날로그 신호의 크기를 압축한다. 디지털화된 신호의 크기가 감소하면 초음파 후방 산란에 인코딩된 정보를 보다 효율적으로 보고할 수 있다. 디지털화를 통해 전송되는 정보의 크기를 압축함으로써 잠재적으로 겹치는 신호를 정확하게 전송할 수 있다.
일부 실시 예에서, 중간 장치는 복수의 이식형 장치와 통신한다. 예를 들어 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 시스템 이론을 사용하여 이것을 수행할 수 있다. 예를 들어, 시분할 다중화, 공간 다중화 또는 주파수 다중화를 사용하는 장치 간의 통신. 중간 장치는 복수의 이식형 장치로부터 결합된 후방 산란을 수신할 수 있으며, 이는 디컨볼루션될 수 있으며, 이에 따라 각 이식형 장치로부터 정보를 추출할 수 있다. 일부 실시 예에서, 중간 장치는 빔 스티어링을 통해 변환기 어레이로부터 특정 이식형 장치로 전송된 초음파를 포커싱한다. 중간 장치는 전송된 초음파를 제1 이식형 장치로 포커싱하고, 제1 이식형 장치로부터 후방 산란을 수신하고, 전송된 초음파를 제2 이식형 장치로 포커싱하고, 제2 이식형 장치로부터 후방 산란을 수신한다. 일부 실시 예에서, 중간 장치는 복수의 이식형 장치에 초음파를 전송하고, 그런 다음 복수의 이식형 장치로부터 초음파를 수신한다.
일부 실시 예에서, 초음파 후방 산란에 인코딩된 정보는 이식형 장치에 대한 고유 식별자를 포함한다. 이것은 예를 들어, 복수의 이식형 장치가 피험자에게 이식될 때 중간 장치가 올바른 이식형 장치와 통신하도록 보장하는 데 유용할 수 있다. 일부 실시 예에서, 초음파 후방 산란에 인코딩된 정보는 전기 펄스가 이식형 장치에 의해 방출되었음을 확인하는 확인 신호를 포함한다. 일부 실시 예에서, 초음파 후방 산란에 인코딩된 정보는 저장된 에너지의 양 또는 에너지 저장 회로의 전압(또는 에너지 저장 회로의 하나 이상의 커패시터)을 포함한다.
전력 전달
일부 실시 예에서, 이식형 장치에 의해 수신된 초음파는 이식형 장치에 전력을 제공하기 위해 사용된다. 초음파는 예를 들어, 다른 소스(예를 들어, 배터리, 무선 주파수, 소켓 등)로부터 전력을 받을 수 있는 외부 중간 장치와 같은 외부 장치에 의해 전송될 수 있다. 초음파는 이식형 장치와 무선으로 통신하는 데 사용되는 것과는 다른 초음파 세트일 수 있다. 초음파는 예를 들어 외부 중간 장치와 같은 외부 장치에 의해 생성 및 전송될 수 있으며, 네트워크에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 하나 이상의 초음파 변환기에 의해 수신될 수 있다. 이식형 장치상의 초음파 변환기(들)의 진동은 변환기의 전기 단자에 전압을 생성하고 전류는 집적 회로를 포함하는 장치를 통해 흐른다. 전류는 장치의 집적 회로에 전원을 공급하거나 장치 내에 있는 경우 장치(하나 이상의 커패시터 및/또는 배터리를 포함할 수 있음) 내의 에너지 저장 회로를 충전하는 데 사용될 수 있다. 전력은, 예를 들어, 이식형 장치상의 하나 이상의 검출기인 계산 회로에 전력을 공급하거나, 예를 들어 표적 신경의 전기 생리학적 활동을 조절하기 위해 전기 펄스를 방출하는 데 사용될 수 있다.
일부 실시 예에서, 이식형 장치의 에너지 저장 회로는 하나 이상의 초음파 변환기로부터 전기 에너지를 수신하고 계산 회로에 전력을 공급하도록 구성된 배터리를 포함한다. 배터리를 포함하면 전기 생리학적 신호를 검출하거나 신경에 전기 펄스를 방출하는 것을 포함하여 외부 전원 없이도 계산 회로가 작동하도록 할 수 있다. 배터리는 이식형 장치의 본체에 포함될 수 있다. 배터리는 예를 들어 충전 가능한 전기 화학 배터리일 수 있다. 배터리에 의해 저장된 에너지는 예를 들어 하나 이상의 초음파 변환기가 초음파를 수신하지 않을 때 장치에 전력을 공급할 수 있다. 배터리는 하나 이상의 초음파 변환기에 의해 수신되는 중간 장치를 사용하여 장치에 초음파를 전송함으로써 충전될 수 있다. 하나 이상의 초음파 변환기는 초음파를 전기 에너지로 변환하고 배터리에 전기적으로 연결된다. 이러한 방식으로 전기 에너지는 장치의 배터리를 충전한다.
검출 신호
하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호는 트리거 신호를 판정하거나 장치의 동적 상태를 업데이트하기 위한 입력(반드시 배타적인 입력은 아님)이며, 이는 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출하도록 하나 이상의 이식형 장치에 의해 사용된다. 검출 신호는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 생리학적 상태 또는 전기 생리학적 신호와 같은 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다. 검출 신호는 전기 펄스를 방출하도록 구성된 동일한 이식형 장치 또는 다른 이식형 장치에 의해 검출될 수 있다.
검출 신호는 동시에 또는 상이한 시점에서 검출된 하나 이상의 검출 신호(전기 생리학적 신호 및/또는 생리학적 상태)를 포함할 수 있다. 트리거 신호를 생성하기 위한 분석을 위해 검출 신호 성분에 대한 타임스탬프가 검출 신호에 포함될 수 있다.
검출 신호는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 하나 이상의 생리학적 상태, 예를 들어 온도, 호흡 수, 균주, 압력, pH, 분석물의 존재, 또는 분석물 농도를 포함한다. 예시적인 분석물은 포도당과 산소를 포함한다.
검출 신호는 추가적으로 또는 대안적으로 신경 또는 신경 섬유의 서브 세트(예를 들어, 신경 내의 하나 이상의 근막)로부터 검출된 전기 생리학적 신호를 포함할 수 있다. 검출된 전기 생리학적 신호를 전달하는 신경을 "기록된 신경"이라고 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 검출 신호의 검출된 전기 생리학적 신호 성분은 신경 또는 신경 내의 신경 섬유 서브 세트에 의해 전달된 예를 들어 속도, 방향, 주파수, 진폭, 복합 활동 전위의 파형 또는 복합 활동 전위의 서브 세트(예를 들어, 더 많은 활동 전위)를 포함한다. 검출된 전기 생리학적 신호 성분은 전기 생리학적 신호가 검출된 신경 섬유의 서브 세트와 관련된 정보(즉, 신경 내의 신경 섬유 서브 세트의 위치)를 추가로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 이 정보는 예를 들어 템플릿 검출 신호를 선택하고 및/또는 자극 신호를 생성하기 위해 계산 회로에 의해 사용될 수 있다.
전기 생리학적 신호를 검출하도록 구성된 이식형 장치는 신경과 전기적으로 소통하는 복수의 전극을 포함한다. 선택적으로, 전극은 적어도 부분적으로 신경 주위를 감싸고 신경 내의 표적화된 신경 섬유의 서브 세트로부터 전기 생리학적 신호를 검출하도록 구성될 수 있는 이식형 장치의 하나 이상의 만곡 부재에 위치할 수 있다. 일부 실시 예에서, 만곡 부재는 신경 주위의 약 70% 이상, 약 75% 이상, 약 80% 이상, 약 85% 이상, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 약 98% 이상과 같이 실질적으로 신경 주위를 감싼다. 섬유의 서브 세트는 예를 들어 하나 이상의(예를 들어, 2, 3, 4개 이상의) 근막 또는 신경 내의 하나 이상의(예를 들어, 2, 3, 4개 이상의) 근막의 일부일 수 있다. 일부 실시 예에서, 신경 섬유의 서브 세트는 신경 내의 구심성(afferent) 신경 섬유, 또는 신경 내의 구심성 신경 섬유의 서브 세트를 포함하거나 그로 구성된다. 일부 실시 예에서, 신경 섬유의 서브 세트는 신경 내의 원심성(efferent) 신경 섬유, 또는 신경 내의 원심성 신경 섬유의 서브 세트를 포함하거나 그로 구성된다. 일부 실시 예에서, 신경 섬유의 서브 세트는 신경 내의 2개 이상의 근막 내의 원심성 신경 섬유 또는 신경 내의 2개 이상의 근막 내의 구심성 신경 섬유를 포함하거나 그로 구성된다.
계산 모델링(예를 들어, 유한 엘리먼트 모델), 역 소스 추정, 다중 극(예를 들어, 삼중극) 신경 기록, 속도 선택 기록, 또는 빔형성과 같은 하나 이상의 기술을 사용하여 신경 섬유의 서브 세트를 선택적으로 표적화할 수 있다. 예를 들어 Taylor 등의, Multiple-electrode nerve cuffs for low-velocity and velocity selective neural recording, Medical & Biological Engineering & Computing, vol. 42, pp. 634- 643 (2004); 및 Wodlinger 등의, Localization and Recovery of Peripheral Neural Sources with Beamforming Algorithms, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 17, no. 5, pp. 461-468 (2009)를 참조하라. 이식형 장치의 계산 회로는 전기 생리학적 신호의 표적 검출을 위해 복수의 전극을 작동시킬 수 있다. 특정 신경은 복합 전기 생리학적 신호(또는 복합 활동 전위)를 전송할 수 있으며, 이는 둘 이상의 서로 다른 신경 섬유 서브 세트에 의해 동시에 전송되는 전기 생리학적 신호(또는 활동 전위)의 합이다. 복수의 전극에 의해 검출된 전기 생리학적 신호에 기초하여, 계산 회로는 신경 섬유의 서브 세트가 어떤 전기 생리학적 신호를 전송하는지 판정할 수 있다. 일부 실시 예에서, 계산 회로는 다극(예를 들어, 삼극) 기록(하나 이상의 만곡 부재 상의 복수의 전극 내의 임의의 수의 삼극을 포함할 수 있는)과 결합될 수 있는 속도 선택 기록을 사용하여 신경 섬유의 표적화된 서브 세트로부터 전기 생리학적 신호를 선택적으로 검출하도록 구성된다. 빔형성은 추가적으로 또는 대안적으로 신경 섬유의 표적화된 서브 세트로부터 전기 생리학적 신호를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 하나 이상의 만곡 부재의 전극 패드의 일부 또는 전부는 신경으로부터의 전기 생리학적 신호를 검출할 수 있으며, 계산 회로는 하나 이상의 만곡 부재의 전극 패드의 일부 또는 전부에 의해 검출된 전기 생리학적 신호의 차이를 기반으로 신경 내에서 전달된 신호의 단면 위치를 판정할 수 있다.
이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호 또는 검출 신호 성분과 관련된 정보는 장치의 비 일시적 메모리에 저장되고 및/또는 이식형 장치로부터 무선으로 전송될 수 있다. 이식형 장치로부터 전송된 정보는 네트워크의 하나 이상의 중간 장치 및/또는 하나 이상의 다른 이식형 장치에 의해 수신될 수 있다.
이식형 장치의 검출 신호 분석, 트리거 신호 생성 및 동적 상태
검출 신호와 관련된 정보를 분석하여 이식형 장치에 대한 트리거 신호를 생성할 수 있으며, 이는 자극 신호를 생성하고 표적 신경의 활동을 조절하는 하나 이상의 전기 펄스를 방출하기위한 기초로서 사용된다. 트리거 신호는 피드포워드 프로세스의 출력이거나, 또는 순환 신경망 프로세스에서 이식형 장치의 동적 상태일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예에서, 트리거 신호는 정보 입력(하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 하나 이상의 검출 신호, 또는 검출 신호와 연관된 타임 스탬프 및/또는 위치와 같은)을 분석함으로써 생성된다. 일부 실시 예에서, 이식형 장치는 정보 입력(하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 하나 이상의 검출 신호, 검출 신호와 관련된 타임스탬프 및/또는 위치, 및/또는 또 다른 이식형 장치의 동적 상태와 같은)에 기초하여 업데이트될 수 있는 동적 상태를 갖는다.
예시적인 프로세스가 도 10에 도시되어있다. D1 내지 DN은 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 신호에 기초한 하나 이상의 검출 신호 정보의 성분이 분석을 위한 입력으로 사용되는 것을 나타낸다. 하나 이상의 검출 신호 성분은 동일한 장치 또는 상이한 장치에서 나올 수 있다. 검출 신호와 관련된 정보를 분석하여 하나 이상의 트리거 신호(T1 ~ TN)를 생성한다. 검출 신호와 관련된 정보는 검출 신호 중 하나 이상을 검출하는 이식형 장치, 중간 장치 또는 전기 펄스를 방출하는 이식형 장치에 의해 분석될 수 있다. 예를 들어, 이식형 장치는 하나 이상의 검출 신호 성분을 검출하고, 검출 신호 성분을 분석하여 하나 이상의 트리거 신호를 생성하고, 트리거 신호를 하나 이상의 다른 이식형 장치에 무선으로 전송할 수 있다. 다른 예에서, 검출 신호와 관련된 정보는 하나 이상의 이식형 장치에 무선으로 전송되는 하나 이상의 트리거 신호를 생성하기 위해 정보를 분석하는 중간 장치에 무선으로 전송될 수 있다. 네트워크가 복수의 이식형 장치를 포함하는 경우, 중간 장치는 복수의 이식형 장치로부터 검출 신호(또는 검출 신호 성분)와 관련된 정보를 수신하고 정보를 분석할 수 있다. 검출 신호 성분을 기반으로 무선으로 전송되는 정보는 고유 식별자를 포함하여 분석 중에 정보의 소스 위치를 인식할 수 있도록 할 수 있다. 무선으로 전송된 트리거 신호는 또한 이식형 장치가 트리거 신호를 이식형 장치와 정확하게 연관시킬 수 있도록 고유 식별자를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 검출 신호와 관련된 정보는 이식형 장치에 의해 수신되고, 이는 검출 신호를 분석하여 그 장치에 대한 트리거 신호를 생성한다.
이식형 장치가 트리거 신호를 획득하면(중간 장치 또는 다른 이식형 장치와 같은 별도의 장치로부터 트리거 신호를 무선으로 수신하거나 검출 신호를 분석하여 트리거 신호를 생성함으로써), 이식형 장치는 자극 신호(예를 들어, 제1 이식형 장치에 대한 S1 및 N 번째 이식형 장치에 대한 SN)를 생성할 수 있다. 그러나 트리거 신호는 자극 신호가 생성되지 않아야 함을 나타내는 널 신호일 수 있다. 자극 신호는 이식형 장치의 자극 회로가 표적 신경의 신경 활동을 조절하는 전기 펄스(제1 이식형 장치의 경우 P1, N 번째 이식형 장치의 경우 PN)를 생성하도록 한다.
트리거 신호를 생성하기 위한 검출 신호와 관련된 정보의 분석은, 예를 들어 검출 신호의 변조(예를 들어, 검출된 전기 생리학적 신호의 변조, 검출된 생리학적 상태, 또는 둘 다)를 식별하는 것을 포함할 수 있고, 이는 자극 신호 생성을 위한 트리거 역할을 할 수 있다. 전기 생리학적 신호의 변조는 예를 들어, 신경에 의해 전달되는 복합 활동 전위 또는 복합 활동 전위의 성분(예를 들어, 하나 이상의 활동 전위)을 나타낼 수 있다. 트리거 신호는 검출 신호와 자극 신호 간의 수학적 관계를 사용하여 생성할 수 있다. 수학적 관계는 예를 들어 기계 학습을 사용하여 판정되거나 미리 선택된 수학적 관계일 수 있다. 일부 실시 예에서, 계산 회로는 디지털 로직, 아날로그 로직, 인공 신경망, 컨볼루션 신경망(CNN) 또는 뉴로모픽(neuromorphic) 컴퓨팅을 사용한다.
일부 실시 예에서, 트리거 신호를 생성하는 것은 검출 신호를 템플릿 검출 신호와 비교하는 것을 포함할 수 있고, 자극 신호는 검출 신호와 템플릿 검출 신호 사이의 분산 또는 유사성에 기초하여 생성된다. 하나 이상의 템플릿 검출 신호는 예를 들어 장치의 본체의 비 일시적 메모리에 저장될 수 있다. 계산 회로는 예를 들어 디지털 로직, 아날로그 로직, 인공 신경망, 컨볼루션 신경망(CNN) 또는 뉴로모픽 컴퓨팅을 사용하여 검출된 전기 생리학적 신호와 템플릿 전기 생리학적 신호 간의 분산 또는 유사성을 검출할 수 있다.
신경 조절
전기 펄스를 방출하도록 구성된 이식형 장치에 의해 획득된 트리거 신호는 자극을 생성하고 전기 펄스를 방출하기 위한 명령을 포함할 수 있으며, 펄스 유형(예를 들어, 직류 펄스 또는 교류 펄스), 수 펄스(number pulse), 펄스 사이의 체류 시간(dwell time), 펄스 주파수, 펄스 진폭, 펄스 모양 또는 펄스 전압과 같은 하나 이상의 펄스 특성을 위한 명령을 포함할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 트리거 신호는 검출 신호와 관련된 정보를 기반으로 하며, 다른 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 하나 이상의 성분을 포함할 수 있지만, 동일한 이식형 장치에 의해 검출된 하나 이상의 성분을 포함할 수도 있다.
계산 회로는 자극 회로를 동작시키기 위한 자극 신호를 생성하고, 장치에 의해 방출될 전기 펄스에 대한 정보를 포함할 수 있다. 자극 회로는 트리거 신호에서 직접 도출되거나, 트리거 신호를 기반으로 하는 룩업 테이블에서 얻을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예에서, 하나 이상의 템플릿 펄스가 장치 내의 비 일시적 메모리에 저장되고, 계산 회로는 검출 신호를 사용하여 비 일시적 메모리로부터 템플릿 펄스를 검색함으로써 자극 신호를 생성할 수 있다.
전기 펄스를 방출하는 이식형 장치는 표적 신경의 활동을 조절하는 전기 펄스 또는 전기 펄스 트레인(즉, 동일하거나 상이할 수 있는 복수의 전기 펄스)을 방출하도록 구성된 2개 이상의 전극을 포함한다. 전극은 신경의 길이를 따라 또는 신경의 둘레 주변의 다른 위치에 배치될 수 있으며, 다른 위치에서 전기 펄스를 방출하도록 구성된다. 2개 이상의 상이한 전극에 의해 방출되는 전기 펄스는 동일하거나 상이할 수 있고, 신경 내의 만곡 부재의 동일하거나 상이한 서브 세트를 표적화할 수 있다. 예를 들어, 제1 복수의 전극은 신경 섬유의 신경 서브 세트의 제1 서브 세트에 의한 전기 생리학적 신호의 전송을 차단하도록 구성된 전기 펄스 트레인을 방출할 수 있고, 제2 복수의 전극은 신경 섬유의 제2 서브 세트를 자극하는 전기 펄스 또는 트레인을 방출하도록 구성될 수 있다. 일부 실시 예에서, 신경 섬유의 제1 서브 세트는 예를 들어, 원심성 신경 섬유일 수 있는 반면, 신경 섬유의 제2 서브 세트는 구심성 신경 섬유이다. 다른 실시 예에서, 신경 섬유의 제1 서브 세트는 구심성 신경 섬유이고, 신경 섬유의 제2 서브 세트는 원심성 신경 섬유이다. 신경 섬유의 제1 서브 세트에서 전기 생리학적 신호의 전송을 차단하고 신경 섬유의 제2 서브 세트를 자극함으로써, 자극의 표적 외 효과가 최소화된다. 다른 예에서, 제1 만곡 부재상의 제1 복수의 전극 패드 내의 하나 이상의 전극 및 제2 만곡 부재상의 제2 복수의 전극 패드 내의 하나 이상의 전극은 신경의 길이를 따라 양극성 자극을 위해 작동될 수 있다. 추가 예에서, 제1 만곡 부재상의 복수의 전극 및 제2 만곡 부재상의 복수의 전극은 특정 초점 자극에 사용될 수 있는 각각 조정된 전기 펄스를 방출할 수 있다(즉, 별개의 복수의 전극에 의해 방출된 전기 펄스가 서로 조정된다.).
이식형 장치에 의해 방출되는 하나 이상의 전기 펄스는 만곡 부재상의 복수의 전극 패드 내의 하나 이상의 전극 패드를 선택적으로 활성화함으로써 신경 내의 신경 섬유의 서브 세트에 대한 표적화된 전기 펄스를 포함할 수 있다. 장치의 계산 회로는 자극 회로를 작동하여 전극을 선택적으로 활성화할 수 있다(즉, 자극 신호를 통해). 선택적 활성화는 예를 들어 전극의 일부를 활성화하는 것 및/또는 전극의 전부 또는 일부를 차등적으로 활성화하는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 복수의 전극은 복수의 전극 패드에 의해 방출된 전기 펄스를 신경 섬유의 표적 서브 세트로 조정하도록 작동될 수 있다. 전기장 간섭 및/또는 다극 자극(예를 들어, 삼극 자극)과 같은 기술을 사용하여 전기 펄스를 신경 내의 신경 섬유 서브 세트에 표적화할 수 있다. 예를 들어, Grossman 등의, Noninvasive Deep Brain Stimulation via Temporally Interfering Electrical Fields, Cell, vol. 169, pp. 1029-1041(2017)를 참조하라. 하나 이상의 만곡 부재를 갖는 전극 패드는 방출된 전기 펄스를 신경 섬유의 서브 세트로 표적화하기 위해 계산 회로에 의해 선택적으로 활성화될 수 있다. 장치에 의해 방출되는 전기 펄스에 의해 표적화된 신경 섬유의 서브 세트는 예를 들어 신경 내의 하나 이상의(예를 들어, 2, 3, 4개 이상의) 근막 또는 하나 이상의(예를 들어, 2, 3, 4개 이상) 근막의 일부일 수 있다. 일부 실시 예에서, 신경 섬유의 서브 세트는 신경 내의 구심성 신경 섬유, 또는 신경 내의 구심성 신경 섬유의 서브 세트를 포함하거나 그로 구성된다. 일부 실시 예에서, 신경 섬유의 서브 세트는 신경 내의 원심성 신경 섬유, 또는 신경 내의 원심성 신경 섬유의 서브 세트를 포함하거나 그로 구성된다. 일부 실시 예에서, 신경 섬유의 서브 세트는 신경 내의 2개 이상의 근막 내의 원심성 신경 섬유 또는 신경 내의 2개 이상의 근막 내의 구심성 신경 섬유를 포함하거나 그로 구성된다.
예시적인 실시 예
다음의 실시 예는 예시적인 것이며 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다.
실시 예 1. 이식형 장치 네트워크를 사용하여 신경 활동을 조절하는 방법으로서:
(a) 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서, 기록된 신경 또는 하나 이상의 생리학적 상태에 의해 전달된 하나 이상의 전기 생리학적 신호를 포함하는 검출 신호를 검출하는 단계;
(b) 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트 내의 하나 이상의 이식형 장치로부터 검출 신호와 관련된 정보를 무선으로 전송하는 단계;
(c) 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트 내의 하나 이상의 이식형 장치에서, 검출 신호와 관련된 정보를 무선으로 수신하는 단계; 및
(d) 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 적어도 검출 신호에 관련된 수신된 정보에 기초하여 하나 이상의 표적 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계;
를 포함하는 상기 방법.
실시 예 2. 실시 예 1의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서, 하나 이상의 전기 펄스를 방출하는 단계를 포함하는 방법.
실시 예 3. 실시 예 2의 방법에 있어서, 하나의 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에서 하나 이상의 이식형 장치로부터 방출된 하나 이상의 전기 펄스의 하나 이상의 펄스 특성을 판정하는 단계를 포함하는 방법.
실시 예 4. 실시 예 1-3 중 어느 하나에 있어서,
하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 정보를 무선으로 전송하는 단계;
하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 정보를 무선으로 수신하는 단계; 및
하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 관련된 정보에 적어도 기초하여 하나 이상의 추가 표적 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계;
를 포함하는 방법.
실시 예 5. 실시 예 4의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서, 하나 이상의 추가 표적 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출하는 단계를 포함하는 방법.
실시 예 6. 실시 예 4 또는 5의 방법에 있어서, 하나 이상의 추가 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태를 업데이트하는 것을 포함한다.
실시 예 7. 실시 예 4-6 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 전송된 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 정보는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 포함한다.
실시 예 8. 실시 예 4-7 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 전송된 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 정보는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태와 관련된 정보를 포함한다.
실시 예 9. 실시 예 4-8 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 전송된 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 정보는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출된 하나 이상의 전기 펄스와 관련된 정보를 포함한다.
실시 예 10. 실시 예 1-9 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 피드포워드 신경망 프로세스를 구현하는 단계를 포함하는 방법.
실시 예 11. 실시 예 1-9 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태를 업데이트하는 단계를 포함하는 방법.
실시 예 12. 실시 예 1-11 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호에 추가로 기초하는 방법.
실시 예 13. 실시 예 1-12 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 이식형 장치에 의해 이루어지는 방법.
실시 예 14. 실시 예 1-12 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 이식형 장치에 의해 이루어지는 방법.
실시 예 15. 실시 예 1-14 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호에 관련된 정보를 직접 전송하는 단계를 포함하는 방법.
실시 예 16. 실시 예 1-14 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 중간 장치를 통해 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 전송하는 단계를 포함하는 방법.
실시 예 17. 실시 예 16의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 하나 이상의 중간체에 의해 이루어지는 방법.
실시 예 18. 실시 예 1-17 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트는 2개 이상의 이식형 장치를 포함하는 방법.
실시 예 19. 실시 예 1-18 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트는 2개 이상의 이식형 장치를 포함하는 방법.
실시 예 20. 실시 예 1-19 중 어느 하나의 방법에 있어서, 검출 신호와 관련된 적어도 수신된 정보에 기초하여 자극 신호를 생성하는 단계를 포함하고, 자극 신호는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출된 하나 이상의 전기 펄스를 구동하는 방법.
실시 예 21. 실시 예 1-20 중 어느 하나에 있어서, 검출 신호는 하나 이상의 생리학적 상태를 포함하는 방법.
실시 예 22. 실시 예 21의 방법에 있어서, 하나 이상의 생리학적 상태는 온도, 호흡 수, 균주, 압력, pH, 분석물의 존재 또는 분석물 농도를 포함하는 방법.
실시 예 23. 실시 예 1-22 중 어느 하나에 있어서, 검출 신호는 하나 이상의 전기 생리학적 신호를 포함하는 방법.
실시 예 24. 실시 예 1-23 중 어느 하나에 있어서, 검출 신호와 관련된 정보는:
전기 생리학적 신호 또는 생리학적 상태의 타임스탬프; 또는
전기 생리학적 신호 내의 복합 활동 전위의 방향, 속도, 주파수, 진폭 또는 파형 또는 그 일부
를 포함하는 방법.
실시 예 25. 실시 예 1-24 중 어느 하나에 있어서,
하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치 중 하나는 제1 신경 유전자좌(nerve locus)로부터 전기 생리학적 신호를 검출하고; 및
하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치 중 하나는 제2 신경 유전자좌의 신경 활동을 조절하도록 구성된 전기 펄스를 방출하며, 여기서 제1 신경 유전자좌와 제2 신경 유전자좌는 동일한 신경 또는 상이한 신경 상의 서로 다른 위치에 있는 방법.
실시 예 26. 실시 예 25의 방법에 있어서, 제1 신경 유전자좌 및 제2 유전자좌는 신경망을 통해 연결된 상이한 신경인 방법.
실시 예 27. 실시 예 25의 방법에 있어서, 제1 신경 유전자좌 및 제2 신경 유전자좌는 동일한 신경인 방법.
실시 예 28. 실시 예 25-27의 방법 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치 중 하나에 의해 검출된 전기 생리학적 신호가 제1 신경 유전자좌의 신경 섬유의 서브 세트에 의해 전송되는 방법.
실시 예 29. 실시 예 28의 방법에 있어서, 신경 섬유의 서브 세트는 제1 신경 유전자좌 내에 하나 이상의 근막을 포함하는 방법.
실시 예 30. 실시 예 28 또는 29의 방법으로서, 신경 섬유의 서브 세트는 하나 이상의 구심성 신경 섬유를 포함하는 방법.
실시 예 31. 실시 예 28 또는 29의 방법에 있어서, 신경 섬유의 서브 세트는 하나 이상의 원심성 신경 섬유를 포함하는 방법.
실시 예 32. 실시 예 28-31의 방법 중 어느 하나에 있어서, 신경 섬유의 서브 세트는 신경 내의 상이한 근막에 2개 이상의 신경 섬유를 포함하는 방법.
실시 예 33. 실시 예 1-32의 방법 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터의 검출 신호와 관련된 정보를 무선으로 전송하는 단계는 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 초음파를 하나 이상의 이식형 장치의 제1 서브 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 능동적으로 전송하는 단계를 포함하는 방법.
실시 예 34. 실시 예 1-32의 방법 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터의 검출 신호와 관련된 정보를 무선으로 전송하는 단계는:
하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서 초음파를 수신하는 단계; 및
하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터의 초음파를 후방 산란시키는 단계;
를 포함하고, 후방 산란 초음파는 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 방법.
실시 예 35. 실시 예 1-33 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서 수신된 검출 신호와 관련된 정보는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 수신된 초음파에서 인코딩되는 방법.
실시 예 36. 실시 예 33-35 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 무선으로 송신하는 단계는:
중간 장치에서, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 능동적으로 전송되거나 후방 산란된 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 초음파를 수신하는 단계;
중간 장치로부터 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 추가 초음파를 능동적으로 전송하는 단계; 및
하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서, 중간 장치로부터 능동적으로 전송되는 추가 초음파를 수신하는 단계;
를 포함하는 방법.
실시 예 37. 실시 예 36의 방법에 있어서, 중간 장치는 외부 장치인 방법.
실시 예 38. 실시 예 1-37 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치 또는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치는 전력 공급 초음파를 이용하여 전원을 공급받는 방법.
실시 예 39. 실시 예 38의 방법에 있어서, 전력 공급 초음파가 중간 장치에 의해 전송되는 방법.
실시 예 40. 실시 예 1-39 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출된 전기 펄스는 표적 신경 내의 신경 섬유의 표적화된 서브 세트로 방출되는 방법.
실시 예 41. 실시 예 40의 방법에 있어서, 신경 섬유의 표적화된 서브 세트는 제1 신경 내에 하나 이상의 근막을 포함하는 방법.
실시 예 42. 실시 예 40 또는 41의 방법에 있어서, 신경 섬유의 표적화된 서브 세트는 하나 이상의 구심성 신경 섬유를 포함하는 방법.
실시 예 43. 실시 예 40 또는 41의 방법에 있어서, 신경 섬유의 표적화된 서브 세트는 하나 이상의 원심성 신경 섬유를 포함하는 방법.
실시 예 44. 실시 예 40-43의 중 어느 하나의 방법에 있어서, 신경 섬유의 표적화된 서브 세트는 표적 신경 내의 상이한 근막에 2개 이상의 신경 섬유를 포함하는 방법.
실시 예 45. 실시 예 1-44 중 어느 하나의 방법에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치가 표적 신경을 포함하는 섬유 조직으로 전기 펄스를 방출하는 방법.
실시 예 46. 실시 예 1-45 중 어느 하나의 방법에 있어서, 표적 신경이 미주 신경, 척수, 비장 신경, 장간막 신경, 좌골 신경, 경골 신경, 복강 신경절, 천골 신경, 신장 신경, 후두 신경 또는 부신 신경인 방법.
실시 예 47. 실시 예 1-46 중 어느 하나의 방법에 있어서, 표적 신경이 말초 신경인 방법.
실시 예 48. 실시 예 1-47 중 어느 하나의 방법에 있어서, 기록된 신경이 미주 신경, 척수, 비장 신경, 장간막 신경, 좌골 신경, 경골 신경, 복강 신경절, 천골 신경, 신장 신경, 후두 신경 또는 부신 신경인 방법.
실시 예 49. 실시 예 1-48 중 어느 하나의 방법에 있어서, 기록된 신경이 말초 신경인 방법.
실시 예 50. 표적 신경의 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크로서,
(a) 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로서:
신경 또는 생리학적 상태에 의해 전달되는 전기 생리학적 신호를 포함하는 검출 신호를 검출하기 위한 센서,
초음파를 능동적으로 전송하거나 후방 산란하도록 구성된 초음파 변환기로서, 상기 초음파는 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 상기 초음파 변환기;
센서 및 초음파 변환기에 전기적으로 결합된 제어 회로;
를 구비하는 하나 이상의 이식형 장치; 및
(b) 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로서:
표적 신경에 전기 펄스를 방출하도록 구성된 복수의 전극,
상기 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 초음파를 수신하도록 구성된 초음파 변환기, 및
초음파로부터 검출 신호와 관련된 정보를 추출하고, 검출 신호와 관련된 정보에 기초하여 전기 펄스를 방출하도록 복수의 전극을 동작시키도록 구성된 제어 회로;
를 구비하는 하나 이상의 이식형 장치;
를 포함하고,
여기서 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치 및 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치는 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로 정보를 무선으로 전송하도록 구성되는, 장치 네트워크.
실시 예 51. 실시 예 50의 장치 네트워크에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치 및 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로 정보를 무선으로 전송하도록 구성된 장치 네트워크.
실시 예 52. 실시 예 50 또는 51의 장치 네트워크에 있어서, 장치 네트워크는 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 2개 이상의 이식형 장치를 포함하는 장치 네트워크.
실시 예 53. 실시 예 50-52 중 어느 하나의 장치 네트워크에 있어서, 장치 네트워크는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 2개 이상의 이식형 장치를 포함하는 장치 네트워크.
실시 예 54. 실시 예 50-53 중 어느 하나의 장치 네트워크에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트 또는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 제어 회로는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 수신된 정보에 적어도 기초하여 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하도록 구성되는 장치 네트워크.
실시 예 55. 실시 예 54의 장치 네트워크에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트 또는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 제어 회로는 하나 이상의 전기 펄스의 하나 이상의 펄스 특성을 선택하도록 구성되는 장치 네트워크.
실시 예 56. 실시 예 54 또는 55의 장치 네트워크에 있어서, 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태를 업데이트하는 것을 포함하는 장치 네트워크.
실시 예 57. 실시 예 50-56 중 어느 하나의 장치 네트워크에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치는 신경 또는 생리학적 상태에 의해 전송된 전기 생리학적 신호를 검출하기 위한 센서를 더 포함하는 장치 네트워크.
실시 예 58. 실시 예 50-57 중 어느 하나의 장치 네트워크에 있어서, 초음파 변환기를 포함하는 하나 이상의 중간 장치를 더 포함하고, 하나 이상의 중간 장치는:
초음파를 통해 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 정보를 무선으로 수신하고,
초음파를 통해 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 정보를 무선으로 전송;
하도록 구성된 장치 네트워크.
실시 예 59. 실시 예 58의 장치 네트워크에 있어서, 하나 이상의 중간 장치는:
초음파를 통해 이식형 장치의 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 정보를 무선으로 수신하고,
초음파를 통해 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 정보를 무선으로 전송;
하도록 더 구성된 장치 네트워크.
실시 예 60. 실시 예 58 또는 59의 장치 네트워크에 있어서, 하나 이상의 중간 장치는:
하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 초음파를 능동적으로 전송하고;
센서에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 후방 산란 초음파를 수신하고; 및
검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 초음파를 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 능동적으로 전송;
하도록 구성된 장치 네트워크.
실시 예 61. 실시 예 58-60 중 어느 하나의 장치 네트워크에 있어서, 상기 중간 장치는 제어 회로로서:
중간 장치에 의해 수신된 초음파에서 검출 신호와 관련된 정보를 추출하고,
하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 수신된 정보에 적어도 기초하여 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 전기 펄스가 방출되어야하는지 여부를 판정
하도록 구성된 제어 회로를 포함하고,
하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로 중간 장치로부터 전송된 초음파에서의 인코딩된 검출 신호와 관련된 정보는 하나 이상의 전기 펄스를 방출하기 위한 명령을 포함하고,
하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 제어 회로는 명령에 기초하여 전기 펄스를 방출하도록 복수의 전극을 동작시키도록 구성되는 장치 네트워크.
실시 예 62. 실시 예 61의 장치 네트워크에 있어서, 하나 이상의 전기 펄스를 방출하기 위한 명령은 하나 이상의 전기 펄스의 하나 이상의 펄스 특성에 대한 명령을 포함하는 장치 네트워크.
실시 예 63. 실시 예 50-60 중 어느 하나의 장치 네트워크에 있어서:
하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 제어 회로는 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 센서에 의해 검출된 적어도 검출 신호에 기초하여 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 전기 펄스가 방출되어야하는지 여부를 판정하도록 구성되고,
하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 초음파 변환기에 의해 능동적으로 전송되거나 후방 산란된 초음파에서의 인코딩된 검출 신호와 관련된 정보는 하나 이상의 전기 펄스를 방출하기 위한 명령을 포함하고; 및
하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 제어 회로는 명령에 기초하여 전기 펄스를 방출하도록 복수의 전극을 동작시키도록 구성되는 장치 네트워크.
실시 예 64. 실시 예 63의 장치 네트워크에 있어서, 하나 이상의 전기 펄스를 방출하기 위한 명령은 하나 이상의 전기 펄스의 하나 이상의 펄스 특성에 대한 명령을 포함하는 장치 네트워크.
실시 예 65. 실시 예 50-60 중 어느 하나의 장치 네트워크에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 제어 회로는 하나 이상의 전기 펄스가 적어도 검출 신호에 관련된 정보에 기초하여 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 방출되어야 하는지 판정하고, 판정에 기초하여 전기 펄스를 방출하도록 복수의 전극을 작동시키도록 구성되는 장치 네트워크.
실시 예 66. 실시 예 65의 장치 네트워크에 있어서, 제어 회로는 하나 이상의 전기 펄스의 하나 이상의 펄스 특성을 선택하도록 추가로 구성되는 장치 네트워크.
실시 예 67. 실시 예 50-66 중 어느 하나의 장치 네트워크에 있어서, 센서는 전기 생리학적 신호를 검출하도록 구성된 복수의 전극을 포함하는 장치 네트워크.
실시 예 68. 실시 예 48-67 중 어느 하나의 장치 네트워크에 있어서, 센서는 생리학적 상태를 검출하도록 구성되는 장치 네트워크.
실시 예 69. 실시 예 68의 장치 네트워크에 있어서, 생리학적 상태는 온도, 호흡 수, 균주, 압력, pH, 분석물의 존재, 또는 분석물 농도인 장치 네트워크.
실시 예 70. 실시 예 50-69 중 어느 하나의 장치 네트워크에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치는 생리학적 상태를 검출하도록 구성된 제1 센서 및 전기 생리학적 신호를 검출하도록 구성된 복수의 전극을 구비하는 제2 센서를 포함하는 장치 네트워크.
실시 예 71. 실시 예 50-70 중 어느 하나의 장치 네트워크에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 초음파 변환기 또는 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 초음파 변확기는 하나 이상의 이식형 장치에 전력을 공급하는 초음파를 수신하도록 구성되는 장치 네트워크.
본 개시의 예가 첨부된 도면을 참조하여 완전히 설명되었지만, 다양한 변경 및 수정이 당업자에게 명백할 것이라는 점에 유의해야 한다. 이러한 변경 및 수정은 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 바와 같이 본 개시의 예의 범위 내에 포함되는 것으로 이해되어야한다.

Claims (71)

  1. 이식형 장치 네트워크를 사용하여 신경 활동을 조절하는 방법으로서:
    (a) 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서, 기록된 신경 또는 하나 이상의 생리학적 상태에 의해 전송된 하나 이상의 전기 생리학적 신호를 포함하는 검출 신호를 검출하는 단계;
    (b) 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 검출 신호와 관련된 정보를 무선으로 전송하는 단계;
    (c) 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치에서, 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 무선으로 수신하는 단계; 및
    (d) 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 적어도 상기 검출 신호와 관련된 수신된 상기 정보에 기초하여 하나 이상의 표적 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에서 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  3. 제2 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 방출된 상기 하나 이상의 전기 펄스의 하나 이상의 펄스 특성을 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 정보를 무선으로 전송하는 단계;
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 상기 정보를 무선으로 수신하는 단계; 및
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 적어도 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 관련된 상기 정보에 기초하여 하나 이상의 추가 표적 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  5. 제4 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에서, 상기 하나 이상의 추가 표적 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  6. 제4 항 또는 제5 항에 있어서, 상기 하나 이상의 추가 표적 신경의 신경 활동을 조절하도록 구성된 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태를 업데이트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  7. 제4 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 전송되는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 상기 정보는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호와 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  8. 제4 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 전송되는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 상기 정보는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태와 관련된 정보를 포함 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  9. 제4 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 전송되는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치와 관련된 상기 정보는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출된 상기 하나 이상의 전기 펄스와 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 피드포워드 신경망 프로세스를 구현하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  11. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태를 업데이트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 것은 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 검출 신호에 추가로 기초하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 것은 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 이식형 장치에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  14. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 것은 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 이식형 장치에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로 직접 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  16. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 하나 이상의 중간 장치를 통해 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  17. 제16 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 것은 상기 하나 이상의 중간 장치에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  18. 제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트는 2개 이상의 이식형 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  19. 제1 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트는 2개 이상의 이식형 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  20. 제1 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 신호와 관련된 적어도 수신된 상기 정보에 기초하여 자극 신호를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 자극 신호는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출된 상기 하나 이상의 전기 펄스를 구동하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  21. 제1 항 내지 제20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 신호는 상기 하나 이상의 생리학적 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  22. 제21 항에 있어서, 상기 하나 이상의 생리학적 상태는 온도, 호흡 수, 균주(strain), 압력, pH, 분석물의 존재 또는 분석물 농도를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  23. 제1 항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 신호는 상기 하나 이상의 전기 생리학적 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  24. 제1 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보는:
    상기 전기 생리학적 신호 또는 상기 생리학적 상태의 타임스탬프; 또는
    상기 전기 생리학적 신호 내의 방향, 속도, 주파수, 진폭 또는 복합 활동 전위의 파형 또는 그 일부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  25. 제1 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치 중 하나는 제1 신경 유전자좌(nerve locus)로부터 상기 전기 생리학적 신호를 검출하고; 및
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치 중 하나는 제2 신경 유전자좌의 신경 활동을 조절하도록 구성된 상기 전기 펄스를 방출하며, 상기 제1 신경 유전자좌와 제2 신경 유전자좌는 동일한 신경 또는 상이한 신경 상의 상이한 다른 위치에 있는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  26. 제25 항에 있어서, 상기 제1 신경 유전자좌 및 제2 유전자좌는 신경망을 통해 연결된 상이한 신경인 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  27. 제25 항에 있어서, 상기 제1 신경 유전자좌 및 제2 신경 유전자좌가 동일한 신경인 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  28. 제25 항 내지 제27 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치 중 상기 하나에 의해 검출된 상기 전기 생리학적 신호가 상기 제1 신경 유전자좌 내의 신경 섬유의 서브 세트에 의해 전송되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  29. 제28 항에 있어서, 상기 신경 섬유의 서브 세트는 상기 제1 신경 유전자좌 내의 하나 이상의 근막(fascicle)을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  30. 제28 항 또는 제29 항에 있어서, 상기 신경 섬유의 서브 세트는 하나 이상의 구심성(afferent) 신경 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  31. 제28 항 또는 제29 항에 있어서, 상기 신경 섬유의 서브 세트는 하나 이상의 원심성(efferent) 신경 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  32. 제28 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신경 섬유의 서브 세트는 상기 신경 내의 상이한 근막에 2개 이상의 신경 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  33. 제1 항 내지 제32 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터의 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 무선으로 전송하는 단계는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 인코딩하는 초음파를 능동적으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  34. 제1 항 내지 제32 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터의 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 무선으로 전송하는 단계는:
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에서 초음파를 수신하는 단계; 및
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터의 상기 초음파를 후방 산란시키는 단계;
    를 포함하고,
    후방 산란된 상기 초음파는 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 인코딩하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  35. 제1 항 내지 제33 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에서 수신된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보는 하나 이상의 이식 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 수신된 초음파로 인코딩되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  36. 제33 항 내지 제35 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 검출된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 무선으로 전송하는 단계는:
    중간 장치에서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 능동적으로 전송되거나 후방 산란된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 인코딩하는 상기 초음파를 수신하는 단계;
    상기 중간 장치로부터 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 인코딩하는 추가 초음파를 능동적으로 전송하는 단계; 및
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에서, 상기 중간 장치로부터 능동적으로 전송되는 상기 추가 초음파를 수신하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  37. 제36 항에 있어서, 상기 중간 장치는 외부 장치인 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  38. 제1 항 내지 제37 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치 또는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치는 전력 공급 초음파를 이용하여 전력 공급받는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  39. 제38 항에 있어서, 상기 전력 공급 초음파는 중간 장치에 의해 전송되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  40. 제1 항 내지 제39 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 방출된 상기 전기 펄스는 상기 표적 신경 내의 신경 섬유의 표적화된 서브 세트로 방출되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  41. 제40 항에 있어서, 상기 신경 섬유의 표적화된 서브 세트는 상기 제1 신경 내에 하나 이상의 근막을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  42. 제40 항 또는 제41 항에 있어서, 상기 신경 섬유의 표적화된 서브 세트는 하나 이상의 구심성 신경 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  43. 제40 항 또는 제41 항에 있어서, 상기 신경 섬유의 표적화된 서브 세트는 하나 이상의 원심성 신경 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  44. 제40 항 내지 제43 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신경 섬유의 표적화된 서브 세트는 상기 표적 신경 내의 상이한 근막에 2개 이상의 신경 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  45. 제1 항 내지 제44 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치는 상기 표적 신경을 포함하는 섬유 조직으로 상기 전기 펄스를 방출하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  46. 제1 항 내지 제45 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표적 신경은 미주 신경, 척수, 비장 신경, 장간막 신경, 좌골 신경, 경골 신경, 체강 신경절, 천골 신경, 신장 신경, 후두 신경 또는 부신 신경인 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  47. 제1 항 내지 제46 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표적 신경은 말초 신경인 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  48. 제1 항 내지 제47 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기록 신경은 미주 신경, 척수, 비장 신경, 장간막 신경, 좌골 신경, 경골 신경, 체강 신경절, 천골 신경, 신장 신경, 후두 신경 또는 부신 신경인 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  49. 제1 항 내지 제48 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기록 신경은 말초 신경인 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하는 방법.
  50. 표적 신경의 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크로서:
    (a) 하나 이상의 이식형 장치의 제1 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로서,
    신경 또는 생리학적 상태에 의해 전송되는 전기 생리학적 신호를 포함하는 검출 신호를 검출하는 센서,
    초음파를 능동적으로 전송하거나 후방 산란하도록 구성된 초음파 변환기로서, 상기 초음파는 상기 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 상기 초음파 변환기,
    상기 센서 및 상기 초음파 변환기에 전기적으로 결합된 제어 회로;
    를 구비하는 상기 하나 이상의 이식형 장치; 및
    (b) 하나 이상의 이식형 장치의 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로서,
    표적 신경에 전기 펄스를 방출하도록 구성된 복수의 전극,
    상기 검출 신호와 관련된 정보를 인코딩하는 초음파를 수신하도록 구성된 초음파 변환기, 및
    상기 초음파로부터 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 추출하고, 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보에 기초하여 상기 전기 펄스를 방출하도록 상기 복수의 전극을 동작시키도록 구성된 제어 회로,
    를 구비하는 상기 하나 이상의 이식형 장치;
    를 포함하고,
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치 및 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로 정보를 무선으로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  51. 제50 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치 및 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로 정보를 무선으로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  52. 제50 항 또는 제51 항에 있어서, 상기 장치 네트워크는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 2개 이상의 이식형 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  53. 제50 항 내지 제52 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치 네트워크는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 2개 이상의 이식형 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  54. 제50 항 내지 제53 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트 또는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제어 회로는 적어도 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 수신된 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  55. 제54 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트 또는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제어 회로는 상기 하나 이상의 전기 펄스의 하나 이상의 펄스 특성을 선택하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  56. 제54 항 또는 제55 항에 있어서, 전기 펄스를 방출할지 여부를 판정하는 단계는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 동적 상태를 업데이트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  57. 제50 항 내지 제56 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치는 신경 또는 생리학적 상태에 의해 전송되는 전기 생리학적 신호를 검출하기 위한 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  58. 제50 항 내지 제57 항 중 어느 한 항에 있어서, 초음파 변환기를 포함하는 하나 이상의 중간 장치를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 중간 장치는:
    초음파를 통해 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에서 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 정보를 무선으로 수신하고, 및
    초음파를 통해 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 상기 정보를 무선으로 전송,
    하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  59. 제58 항에 있어서, 상기 하나 이상의 중간 장치는:
    초음파를 통해 이식형 장치의 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 상기 정보를 무선으로 수신하고,
    초음파를 통해 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 상기 정보를 무선으로 전송,
    하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  60. 제58 항 또는 제59 항에 있어서, 상기 하나 이상의 중간 장치는:
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 초음파를 능동적으로 전송하고;
    상기 센서에 의해 검출된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 인코딩하는 후방 산란 초음파를 수신하고; 및
    상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 인코딩하는 초음파를 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 능동적으로 전송;
    하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  61. 제58 항 내지 제60 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 장치는:
    상기 중간 장치가 수신한 상기 초음파로부터 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보를 추출하고,
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 의해 무선으로 수신된 정보에 적어도 기초하여 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 전기 펄스가 방출되어야 하는지 여부를 판정,
    하도록 구성된 제어 회로를 포함하고,
    상기 중간 장치로부터 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로 전송된 상기 초음파에서 인코딩된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보는 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출하기 위한 명령을 포함하고,
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제어 회로는 상기 명령에 기초하여 상기 복수의 전극을 동작시켜 상기 전기 펄스를 방출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  62. 제61 항에 있어서, 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출하기 위한 상기 명령은 상기 하나 이상의 전기 펄스의 하나 이상의 펄스 특성에 대한 명령을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  63. 제50 항 내지 제60 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제어 회로는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 센서에 의해 검출된 상기 검출 신호에 대해 적어도 기초하여 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 하나 이상의 이식형 장치로부터 하나 이상의 전기 펄스가 방출되어야 하는지 여부를 판정하도록 구성되고;
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 초음파 변환기에 의해 능동적으로 전송되거나 후방 산란된 상기 초음파에서 인코딩된 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보는 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출하기 위한 명령을 포함하고; 및
    하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제어 회로는 상기 명령에 기초하여 상기 복수의 전극을 동작시켜 상기 전기 펄스를 방출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  64. 제63 항에 있어서, 상기 하나 이상의 전기 펄스를 방출하기 위한 상기 명령은 상기 하나 이상의 전기 펄스의 하나 이상의 펄스 특성에 대한 명령을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  65. 제50 항 내지 제60 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제어 회로는 하나 이상의 전기 펄스가 적어도 상기 검출 신호와 관련된 상기 정보에 기초하여 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치로부터 방출되어야 하는지 판정하고, 및 상기 판정에 기초하여 상기 복수의 전극을 동작시켜 상기 전기 펄스를 방출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  66. 제65 항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 하나 이상의 전기 펄스의 하나 이상의 펄스 특성을 선택하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  67. 제50 항 내지 제66 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 상기 전기 생리학적 신호를 검출하도록 구성된 복수의 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  68. 제48 항 내지 제67 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 상기 생리학적 상태를 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  69. 제68 항에 있어서, 상기 생리학적 상태는 온도, 호흡 수, 균주, 압력, pH, 분석물의 존재 또는 분석물 농도인 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  70. 제50 항 내지 제69 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치는 상기 생리학적 상태를 검출하도록 구성된 제1 센서, 및 상기 전기 생리학적 신호를 검출하도록 구성된 복수의 전극을 구비하는 제2 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
  71. 제50 항 내지 제70 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제1 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 초음파 변환기 또는 하나 이상의 이식형 장치의 상기 제2 세트에 있는 상기 하나 이상의 이식형 장치의 상기 초음파 변환기는 상기 하나 이상의 이식형 장치에 전력을 공급하는 초음파를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 신경 활동을 조절하기 위한 장치 네트워크.
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